[发明专利]一种氧化锰矿石的酚还原浸出方法

说明书

本发明涉及一种用酚类化合物作还原剂在酸性介质中浸出氧化锰矿石特别是海洋锰结核中有价金属的方法。

海洋锰结核是一种非常巨大的前景资源，据估计世界各大洋锰结核资源储量为5000亿吨。海洋锰结核的处理方法大致可为火法冶炼和湿法浸出两大类。其中湿法浸出主要有酸浸和氨浸两类方法。锰结核中的锰主要以+4价的高氧化态存在，而镍、铜、钴等金属以类质同象形式存在锰、铁的氧化矿物中，因此，要有效地回收镍、铜、钴、锰等有价金属，首先须实现高氧化态锰相的分解。由于锰的+4价氧化物(主要为MnO2)与稀酸溶液难于反应，通常需加入还原剂，使+4价Mn转化为+2价Mn才易于在酸介质中溶解。如美国专利[4872909,1989年]公布了用过氧化氢作还原剂的氧化锰矿石尤其是锰结核的酸浸方法，该方法要求浸出时矿浆温度最好维持在常温(25℃左右)，温度升高，金属浸出率降低，过氧化氢用量增加(含杂稀溶液中过氧化氢的热稳定性差)，而该浸出反应又是一个放出大量热量的反应，足以把矿浆温度升到45℃，因此浸出过程中需要冷却矿浆。又如日本公开特许公报[昭56-119743]公开了用二氧化硫气体还原浸出海洋锰结核的一种方法，该方法由于浸出时要向矿浆中不断通入二氧化硫气体，因而反应只能在密闭容器中进行，同时还要使矿浆温度保持在50-100℃，所以该方法不够理想。前苏联的专利(SU1715873,1993年)公开了一种用天然硫化物富集的中间产品作还原剂的锰结核酸浸方法，该方法需对矿浆加热(90-100℃)，且浸出时间较长(2小时)。

为了克服现有技术中存在的不足，实现在常温常压条件下，在常规的浸出槽中进行浸出，不需对矿浆进行加温或者冷却以及浸出速度快的目的，本发明提供一种采用酚类化合物作还原剂在酸性介质中直接浸出氧化锰矿石的方法。

酚类化合物，如本申请人在申请号为94117545.6的“一种氧化锰矿石的酚还原浸出方法”中提出的间苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚及萘二酚等多元酚类化合物，都是较强的有机还原剂，在酸溶液(可以是硫酸、盐酸、硝酸等的酸溶液)中可以被MnO2氧化，同时将MnO2中的+4价Mn还原成低价锰而使其在酸溶液中溶解，同时锰、铁氧化物晶格中的Ni,Cu,Co等的高价氧化物也将被还原溶解。经进一步实验证实酚类化合物中苯酚也具有上述多元酚的性能。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的。

一种氧化锰矿石的酚还原浸出方法，包括矿石粉碎、制浆，其特征在于：采用酚类化合物作还原浸出剂，在酸性介质中浸出，工艺条件为：氧化锰矿石的粒度＜0.5mm，矿浆液固比3∶1～10∶1，酸用量0.5～1.5g/g氧化锰矿，酚类化合物用量0.1～0.5g/g氧化锰，浸出时间10～30分钟，搅拌速度为600～1500转/分钟。

本发明所述的酚类化合物包括苯酚、间苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚及萘二酚。

采用酚类化合物作还原剂在酸性介质中浸出氧化锰矿石，其中的锰以及海洋锰结核中的铜、镍、钴等有价金属均得到理想的浸出率，浸出率均在90％以上，浸出反应的动力学特性好，浸出速度快，在10～30分钟即可完成浸出过程，药耗合理，不需对矿浆加热，浸出反应放热使矿浆温度升高会活化浸出过程，无须冷却，反应无有害气体放出，常温常压下在常规浸出槽中即可实现浸出过程，设备简单，因此具有工业应用前景。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的实施方法是将粉碎后的最大粒度不超过0.5mm，最好是＜0.074mm占40-90％的氧化锰矿石物料调浆，使料浆的液固比为3∶1-10∶1，在常温(室温)，常压(室内大气压)条件下，同时加酸和酚类化合物，酸用量为0.5-1.5g/g氧化锰矿(酸的用量取决于酸的种类和氧化锰矿中有价金属的品位)，酚类化合物用量为0.1-0.5g/g氧化锰矿，搅拌速度为600-1500转/分钟，在常规浸出槽中直接浸出10-30分钟后，进行液固分离，丢弃浸渣，浸出液送下一步的金属回收。

实施例1

粉碎好的海洋锰结核物料粒度为＜0.074nm占65％，含Mn10.35％,Cu0.40％,Ni0.66％,Co0.32％。浸出温度为20℃，压力为大气压。采用邻苯三酚作还原剂，实验结果见表1。

实施例2

粉碎好的海洋锰结核物料粒度为＜0.074mm占72％，含Mn14.21％,Cu0.34％,Ni0.58％,Co0.27％。浸出温度为23℃，压力为大气压。采用间苯二酚作还原剂，实验结果见表2。

实例3