专利名称：一种硫酸锰溶液的硅藻土净化除杂方法
技术领域：
本发明涉及一种硫酸锰溶液的硅藻土净化除杂方法，大大提高了其硫酸锰纯度， 属于矿产品深加工领域。
背景技术：
硫酸锰是一种重要的基础化工原料，广泛用于医药、造纸、催化剂、饲料添加剂等化工领域和生产电解锰等冶金领域以及生产其他锰盐等。随着锰系产品在国际国内的用途越来越广，其生产能力迅速扩大，就我国而言，电解锰的发展非常迅速，生产能力已经达到 230万吨/年以上。许多锰产品如硫酸锰、电解锰要使用二价锰的物质为原料，如碳酸锰或一氧化锰。矿石消耗量大，相应的辅助材料和电耗也随着增加，从而导致成本直线上升，给生产企业带来重大的生存危机。因此要找新的资源替代碳酸锰矿迫在眉睫，也是维持锰企业生产生存的一种有效途径。自然界中四价锰的软锰矿(主要是二氧化锰)矿量较多，锰含量高，价格低。但软锰矿中的二氧化锰不溶于硫酸，必须通过还原反应把它还原成一氧化锰(MnO)才能和硫酸反应生成硫酸锰。公开号为CN101837959A的中国专利介绍了一种在沸腾炉中利用硫磺还原软锰矿联产硫酸的方法，燃烧硫磺作为热源和还原剂，提供二氧化锰还原需要的温度，大大节省了燃料。软锰矿因含有钙、铁、铝等金属元素，都可以与硫酸生成硫酸盐，加入各种无机或有机絮凝剂，生成硫化铜等不溶性物质，再经过纱布过滤后，发现其硫酸锰溶液还是含有一部分微小颗粒物质，对后续工艺影响很大，甚至直接影响到硫酸锰的纯度。但是在沸腾炉排出一氧化锰中含有部分硫磺，硫磺对利用硫酸锰溶液生产电解锰会有很大影响。硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，由于具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强等特点，并有特殊的结构构造使得它具有许多特殊的技术和物理性能， 如松散密度为0. 3-0. 5g/cm3,莫氏硬度为1_1. 5 (硅藻骨骼微粒为4. 5-5 μ m)，孔隙率达 80-90%，能吸收其本身重量1.5-4倍的水，是热、电、声的不良导体，熔点1650-1750°C，化学稳定性高，除溶于氢氟酸以外，不溶于任何强酸，并且对硫磺的吸收率能达到98%以上。 因此非常适合于硫酸锰溶液除杂。
发明内容
本发明的目的是在对软锰矿加工过程中，杂质与硫酸形成溶液悬浮物，经过膜过滤后溶液还是含有微小颗粒悬浮物，直接进行结晶将会影响硫酸锰的纯度。为了彻底去除硫酸锰溶液中悬浮物，提供一种硫酸锰溶液的硅藻土净化除杂的新方法。二氧化锰经硫磺还原成一氧化锰后，将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰，将此溶液经硅藻土净化，实现彻底去除溶液中悬浮物，提高硫酸锰的纯度。本发明的技术方案是(1)将硫磺与软锰矿按比例掺混送入沸腾炉内；(2)在沸腾炉下段鼓入空气，在沸腾炉内沸腾、燃烧，控制沸腾层温度在500 1000 °c 左右；(3)从沸腾炉出料口排出的一氧化锰落入水中隔绝空气冷却防止一氧化锰氧化成二氧化锰，亦可将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰；(4)采用硅藻土对硫酸锰溶液进行净化除杂过程；(5)对过滤后溶液进行硫酸锰结晶重结晶，得固体，对其敞开加热得硫酸锰粉末。在步骤4中硅藻土过滤机具体净化除杂过程连接好进出口管道。采用合适的洗涤液60°C左右热水先将整个机器完整清洗，清洗干净后关闭所有阀门；向硅藻土添加循环桶⑤中加入适量(一般1公斤/平方米，比如过滤面积15平方米的机器，先添加约8 10 公斤)C535RV/CM5RV (粗)硅藻土，打开进料阀门②、阀门2④、阀门3 (14)、阀门4⑩及排气阀⑦。启动输送泵开始硅藻土的循环预涂，待整个机器充满25°C的硫酸锰溶液时关闭进料阀②，循环约8 10分钟，再添加C503RV(中)硅藻土约3-4公斤，继续循环5 10分钟(依过滤标准需要可再添加C512RV(细)或STD硅藻土 2-3公斤，如不需细土，可加多粗、 中土)。排气阀⑦将空气排干后及时关闭。从出口视镜⑨观察并由取样阀⑥取样，如符合标准则可开始正式过滤双手同时平稳打开出口阀门5 0和进料阀②，并关闭阀门2④和阀门 4⑩，注意压力表⑧的变化，尽量减少压力表⑧的波动，以免硅藻土预涂层受到破坏。如硫酸锰浓度较高时，在开始正常过滤时，在罐内添加5 10公斤混合土(8 2，C535RV，C503RV 和C512RV，有时可不必加细土)。如压力表⑧升高至0. 3MPa并且流量减小到几乎没有时， 即要停止过滤并进行清洗；过滤结束后，打开上余液阀，静置约30分钟，待过滤罐内硅藻土自然沉淀到底部后，打开下余液阀，排空过滤罐中的液体。连接好洁净水，打开进料阀门② 和排渣阀 ，启动输送泵先开始进行过滤方向冲洗，约5秒钟(主要冲净管内杂质)，然后关闭阀门3 O，打开阀门6 ◎，开始反方向清洗(开5 10秒停机，然后继续开机)。建议每3-6个月对过滤棒 进行一次完全清洗以确保过滤效率用5%。的碱水浸泡12小时，不要放掉碱水，打开顶部封头，使用压缩空气(5 8公斤气压)对准每支滤杆的出液口进行吹气2 3分钟即可(注反冲洗时一定要先将管道及输送泵内清洗干净后进行！)。图2 中实线箭头为过滤方向，虚线箭头为反冲洗方向。在一个实施方案中，步骤4中采用硅藻土净化除杂，为了防止对硅藻土特性的影响，硫酸锰溶液的温度优选在25°C左右。在另一个实施方案中，将步骤4中硫酸锰溶液通过硅藻土过滤机时，通过控制液体流速，优选硅藻土过滤机的最大压力不超过0. 3Mpa。在另一个实施方案中，步骤4中经过硅藻土净化除杂时，先经过大颗粒硅藻土过滤，再大经过小颗粒硅藻土过滤，过滤一般在两次左右。还在另一个实施方案中，步骤5中敞开加热固体的温度优选在250°C左右。
本发明将以下列图示进一步说明，其中图1为本发明所述沸腾炉结构示意图。图2为本发明所述硫酸锰溶液经硅藻土净化除杂示意图，①硫酸锰合格液，②进料阀门，③自来水，④阀门2，⑤硅藻土添加桶，⑥取样阀，⑦排气阀，⑧压力表，⑨出口视镜， ⑩阀门4，(O阀门5，◎阀门6，◎阀门3， 阀门3，◎排渣阀， 过滤棒。
技术效果1、采用硅藻土净化除杂方法能有效地提高了硫酸锰产品的纯度。2、硅藻土净化除杂方法能重复利用，节约了资源，降低生产成本。
具体实施例方式以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容，所属技术领域还可以采取其他的具体方式进行实施。因此，实施例不能理解为本发明仅有的实施方式。实施例1将500kg硫磺与250kg软锰矿(按比例1 0.幻掺混送入沸腾炉内，在沸腾炉下段鼓入空气，使物料在炉底气流和炉顶负压的气力作用下，在沸腾炉内沸腾、燃烧，控制沸腾层温度在850 950°C左右，将软锰矿中的二氧化锰还原为一氧化锰，将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰，采用国标GB1622-86氧化还原滴定法测定出硫酸锰的含量。向硅藻土添加循环桶⑤中加入适量10公斤C535RV/CM5RV (粗)硅藻土，打开进料阀门②、阀门2④、阀门3(14)、阀门4⑩及排气阀⑦。启动输送泵开始硅藻土的循环预涂，待整个机器充满25°C的硫酸锰溶液时关闭进料阀②，循环约8 10分钟，再添加C503RV(中)硅藻土约3-4公斤，继续循环5 10分钟，再添加C512RV (细)或STD 硅藻土 2-3公斤，继续循环5 10分钟。排气阀⑦将空气排干后及时关闭。从出口视镜⑨ 观察并由取样阀⑥取样，符合标准后开始正式过滤双手同时平稳打开出口阀门5 Q和进料阀②，并关闭阀门2④和阀门4⑩，进行硅藻土过滤硫酸锰溶液，注意压力表⑧的变化，尽量减少压力表⑧的波动，以免硅藻土预涂层受到破坏。当压力表⑧升高至0. 3MPa并且流量减小到几乎没有时，即要停止过滤并进行清洗。采用该过滤除杂过程能得到较纯的硫酸锰溶液，结晶和重结晶得含水硫酸锰固体，敞开加热到250°C得到无水硫酸锰固体，经国标 GB1622-86氧化还原滴定法检测，硫酸锰纯度为98. 8%。对照实施例将500kg硫磺与250kg软锰矿(按比例1 0. 5)掺混送入沸腾炉内，在沸腾炉下段鼓入空气，使物料在炉底气流和炉顶负压的气力作用下，在沸腾炉内沸腾、燃烧，控制沸腾层温度在850 950°C左右，将软锰矿中的二氧化锰还原为一氧化锰，将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰，采用常规方法测定出硫酸锰的含量。经纱布过滤净化除杂，得到较纯的硫酸锰溶液，结晶得到硫酸锰固体，经上述方法进行检测，硫酸锰纯度为88.8%。实施例2 同实施例1的相同之处不再叙述，不同之处在于将400kg硫磺与800kg软锰矿(按比例1 幻掺混送入沸腾炉内，控制沸腾层温度750 850°C，沸腾炉出口温度800 850°C。将软锰矿中的二氧化锰还原为一氧化锰，将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰，采用国标GB1622-86 氧化还原滴定法测定出硫酸锰的含量。经硅藻土过滤除杂过程，得到较纯的硫酸锰溶液，采用高温结晶法得到硫酸锰固体，经上述方法进行检测，硫酸锰纯度为99. 3%。实施例3 同实施例1，相同之处不再叙述，不同之处在于将400kg硫磺与1600kg软锰矿(按比例1 4)掺混送入沸腾炉内，控制沸腾层温度600 700°C，沸腾炉出口温度700 800°C。将软锰矿中的二氧化锰还原为一氧化锰，将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰，采用国标GB1622-86 氧化还原滴定法测定出硫酸锰的含量。经硅藻土过滤除杂过程，得到较纯的硫酸锰溶液，采用高温结晶法得到硫酸锰固体，经上述方法进行检测，硫酸锰纯度为98. 6%。
权利要求
1.本发明提供一种硫酸锰溶液的硅藻土净化除杂的新方法，步骤包括(1)将硫磺与软锰矿按比例掺混送入沸腾炉内；(2)在沸腾炉下段鼓入空气，在沸腾炉内沸腾、燃烧，控制沸腾层温度在500 1000°C左右；(3)从沸腾炉出料口排出的一氧化锰落入水中隔绝空气冷却防止一氧化锰氧化成二氧化锰，亦可将一氧化锰直接排入硫酸溶液(或电解锰阳极液)中浆化、浸出硫酸锰；(4)采用硅藻土对硫酸锰溶液进行净化除杂过程；(5)对过滤后溶液进行硫酸锰结晶重结晶，得固体，对其敞开加热得硫酸锰粉末。
2.根据权利要求1的方法，其中步骤4中经过硅藻土净化除杂时，硫酸锰溶液在25°C 条件下进行。
3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤4中经过硅藻土净化除杂时，硫酸锰溶液通过硅藻土过滤机时最大压力不超过0. 3Mpa。
4.根据权利要求1或2的方法，其中步骤4中经过硅藻土净化除杂时，先经过大颗粒硅藻土过滤，再大经过小颗粒硅藻土过滤，过滤一般在两次左右。
5.根据权利要求1或2的方法，其中步骤5中敞开加热固体的温度在250°C左右。
全文摘要
本发明提供了一种硫酸锰溶液的硅藻土净化除杂的新方法，属于矿产品深加工领域。经过藻土净化除杂的硫酸锰溶液，彻底去除硫酸锰溶液中悬浮物，有效地提高硫酸锰的纯度，提高净化除杂的效率。该方法操作简单，纯化效率高，成本低等特点。
文档编号C01G45/10GK102390867SQ201110211608
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者刘芳 申请人:刘芳