[发明专利]中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法

摘要

一种用中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法，具体工艺包括几个部分（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴、镍、铜精矿的回收；（4）氢氧化铝粉的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯度碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明采取对中低品位菱锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式不仅制备得到高纯碳酸锰还得到N、P复合肥基料、正磷酸铁粉等副产品，对中低品位菱锰矿进行了充分的利用，实现了无废水废渣排放的效果，本发明具有原料来源广，操作稳定，能耗低，生产成本低，有广泛的实用性等特点，是一种有效利用中低品位菱锰矿资源的方法，具有较大的经济效益。

主权项

一种用中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法，其特征在于，具体工艺包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴、镍、铜精矿的回收；（4）氢氧化铝粉的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯度碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备；所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位菱锰矿中加入铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为6‑7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸,当料浆温度达到78‑82℃时停止注酸，温度降至60‑70℃时摄氏度时重新缓慢注入硫酸，继续浸出4‑5小时，检测Fe2+含量，还有Fe2+则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe2+为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.8‑2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m =0.62M/d，式中M为H2SO4的量，d为P2O5的含量，反应15‑25分钟后流入皮带化成反应室，继续反应25‑35min后送入熟化反应池进行熟化反应7‑15d，即得到N、P复合肥基料；所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5‑1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉；所述的钴、镍、铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co2+]、[Ni2+]、[Cu2+]、[Pb2+]、[Zn2+]、[Cd2+]、[Cr3+]和[Hg2+]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.5‑6，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55‑70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3‑5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应55‑65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴、镍、铜精矿；所述的氢氧化铝粉的制取是在上述钴、镍、铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应55‑65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝粉；所述的石膏粉的回收是对上述钴、镍、铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn2+]和[Ca2+]的摩尔浓度，在滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵的摩尔量是滤液中Mn2+和Ca2+总摩尔量的两倍，保持溶液pH值为7.1‑7.3，搅拌30‑50分钟后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼按液固质量比4‑5:1的比例加入清水，并加入重量含量90%以上的硫酸直至料浆的pH值降至5.5，搅拌60‑70分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉；所述的高纯碳酸锰粉的制备是在石膏粉的回收第二次固液分离得出的滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，直至滤液的pH值为7；搅拌30‑40分钟后用压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯度碳酸锰矿粉；所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备是将石膏粉的回收第一次固液分离得出的滤液，取样检测[Mg2+]的摩尔浓度，用氨水调节滤液pH值为12.0，并根据检测结果按公式m（NH4）2HPO4=0.83*V*[Mg2+]计算得到要加入的磷酸氢二铵的摩尔量；加入磷酸氢二铵进行反应60‑70分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水水槽，滤饼洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥；所述的用中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法，所述的N、P复合肥基料的制取中，菱锰矿、铁粉、磷矿粉的下料配比的具体计算过程如下：假设菱锰矿用量为A，MnO2含量为a，Fe含量为b1；铁粉用量为B，Fe含量为b2；磷矿粉用量为C，P2O5含量为d，Fe含量为b3,则可按以下方程式计算A、B、C的量：如果a含量小，B数值为负，则无需加入铁粉，B为零；所述的用中低品位菱锰矿制备高纯碳酸锰及副产品的方法，所述的钴、镍、铜精矿的回收中，加入福美钠的量，按下式进行计算：m(S.D.D)=2V*([Co2+]+[Ni2+]+[Pb2+]+[Cu2+]+[Zn2+]+[Cd2+]+[Hg2+])+3V*[Cr3+],式中m(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，贵重金属浓度单位是mol/L，V是溶液的体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143 g/mol。