专利名称：从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法
技术领域：
本发明属于锰渣的浸出液中有用成分分离提取技术，特别涉及一种从锰渣中提取 高纯二氧化锰的方法。
背景技术：
我国是一个锰资源需求大国，虽然我国锰资源丰富，但富锰矿储量只占6.4%，碳 酸锰矿占73%，而碳酸锰矿石的平均品位仅为18%。锰矿品位太低，开发锰资源的成本越 来越高，同时我国铁合金企业和锰矿企业每年也会产生大量的锰渣，由于锰渣中锰的含量 更低，开发就更难，导致了我国可利用的锰资源只占锰资源总量的40%，所以我国50%锰 矿资源都依靠进口，而且进口量持续增长，对国外资源的依赖程度日益增大，而且锰渣的堆 放对环境造成了很大的污染。所以降低开发锰资源成本，充分利用我国锰资源，是减轻我国 锰资源对国外依赖程度的重要措施，同时也可减少锰渣对环境的污染。锰渣中锰的含量为12 14%左右，其中含有大量其他金属离子，主要有Fe2+，A13+， Ca2+，Mg2+，Ni2+等，目前从锰渣中提取锰的主要方法为先往锰渣中加入酸，把锰渣中的锰浸 出来得到含锰离子的溶液，在溶液中加入二氧化锰等氧化剂把Fe2+氧化到Fe3+，用氨水或氧 化钙提高PH到5. 5左右除去Fe3+、A13+，再加入硫化钠除去重金属离子，加氟化钠除去Ca2+， Mg2+离子，最后得到硫酸锰溶液。但由于锰渣中杂质较多，浸出液中含有大量其他的离子， 在除去Fe3+、Al3+的时候特别易生成胶体，导致过滤困难，同时因为沉淀包覆(或吸附)会 损失很多锰离子，这不仅使锰的提取率大大降低，降低了锰的利用率，也不利于Fe、Al的回 收；而且最后的产物硫酸锰因为除杂过程中引入了大量的NH4+与Na+，导致产物纯度不高， 降低了产物的价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可提高锰的提取率，并简化金属杂质的回收 工艺的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法。本发明涉及的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法是从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，其特征是常温下，向锰渣中加入理论量 1. 1 1. 5倍的稀硫酸浸出锰渣中的金属杂质离子，过滤后得到PH为1. 0 2. 0的酸性溶 液；向此酸性溶液中加入理论量1. 1 1. 5倍的氯酸钠或氯酸钾溶液，在120°C 150°C进 行水热反应1 3h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0. 05 0. 15mol -L"1的稀硫酸酸洗， 水洗后在60°C 120°C下烘干，在350°C 450°C煅烧1 2h。上述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，浸出锰渣中的金属杂质离子时锰渣中 稀硫酸溶液加入量是理论量的1. 1 1. 3倍。上述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，氯酸钠或氯酸钾溶液加入量是理论量 的1. 1 1. 3倍。上述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，水热反应后生成的二氧化锰水洗后在80°C 120°C下烘干。本发明的优点本发明可以充分利用我国锰资源，回收锰渣中的锰，减少锰渣对 环境的污染，为企业解决了锰渣处理难的问题，对于锰含量低、杂质多的体系中，不用先除 去其它杂质离子的情况下，用氯酸钠或氯酸钾跟二价锰离子反应生成二氧化锰沉淀先把锰 从溶液中提取出来。对锰渣中锰的提取率高，可达93%以上，得到产品纯度高、纯度大于 98%，经济价值高，且工艺过程短、操作简单。同时在后期回收铁铝等离子的过程中由于不 存在沉淀包覆(或吸附)锰离子，简化了锰渣中其他资源的回收工艺。
具体实施例方式实施例1常温下，向IOg锰渣中加入226mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁， 铝，钙，镁等金属杂质离子。经过滤得到ρΗ为1. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理论 量1. 1倍的氯酸钾溶液，在150°C进行水热反应lh，反应式为C103_+3Mn2++(3+n)H20 == 3Mn02 · IiH2O丨+C1—+6H+)，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0. 05mol · L—1的稀硫酸酸洗，水 洗后在60 V下烘干，在450 V煅烧Ih后得到产品，锰的提取率为93 %，纯度为98 %的二氧 化锰。实施例2常温下，向IOg锰渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤得到PH为2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理论量1. 3 倍的氯酸钠溶液，在130°C进行水热反应2h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0. OSmol -L"1 的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在450°C煅烧Ih后得到产品，锰的提取率为93%，纯 度为99%的二氧化锰。实施例3常温下，向IOg锰渣中加入181mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为1. 5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理 论量1. 5倍的氯酸钠溶液，在130°C进行水热反应1. 5h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. OSmol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在400°C煅烧1. 5h后得到产品，锰的提 取率为93 %，纯度为98 %的二氧化锰。实施例4常温下，向IOg锰渣中加入226mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为1.0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理论量1. 2倍的氯酸钠溶液，在120°C进行水热反应2h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在60°C下烘干，在450°C煅烧Ih后得到产品，锰的提取 率为93. 5%，纯度为98%的二氧化锰。实施例5常温下，向IOg锰渣中加入166mL 0. 4mol · L—1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理论量1. 3倍的氯酸钠溶液，在150°C进行水热反应lh，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. Imol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在400°C煅烧1. 5h后得到产品，锰的提取率为93 %，纯度为98 %的二氧化锰。实施例6常温下，向IOg锰渣中加入166mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理论量1. 5倍的氯酸钠溶液，在120°C进行水热反应lh，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在100°C下烘干，在450°C煅烧Ih后得到产品，锰的提取 率为93 %，纯度为98 %的二氧化锰。实施例7常温下，向IOg锰渣中加入188mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为1. 5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理 论量1. 5倍的氯酸钠溶液，在120°C进行水热反应1. 5h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在120°C下烘干，在350°C煅烧2h后得到产品，锰的提取 率为93 %，纯度为99 %的二氧化锰。实施例8常温下，向IOg锰渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤得到PH为2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理论量1. 2 倍的氯酸钠溶液，在120°C进行水热反应3h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0. 05mol -L"1 的稀硫酸酸洗，水洗后在120°C下烘干，在400°C煅烧1. 5h后得到产品，锰的提取率为93%， 纯度为99%的二氧化锰。实施例9常温下，向IOg锰渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤得到PH为2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理论量1. 5 倍的氯酸钠溶液，在130°C进行水热反应2h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0. Imol · Γ1 的稀硫酸酸洗，水洗后在90°C下烘干，在400°C煅烧1. 5h后得到产品，锰的提取率为93%， 纯度为99%的二氧化锰。实施例10常温下，向IOg锰渣中加入188mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出锰渣中的锰，铁，铝， 钙，镁等金属杂质离子。经过滤、调PH值得到ρΗ为1.5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理论量1. 4倍的氯酸钠溶液，在150°C进行水热反应lh，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤， 0. 15mol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在90°C下烘干，在400°C煅烧1. 5h后得到产品，锰的提 取率为93 %，纯度为98 %的二氧化锰。上述实施例中的氯酸钾溶液可用氯化钠溶液替代，氯酸钠溶液可用氯化钾溶液替 代。
权利要求
一种从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，其特征是常温下，向锰渣中加入理论量1.1～1.5倍的稀硫酸浸出锰渣中金属杂质离子，过滤后得到pH为1.0～2.0的酸性溶液；向此酸性溶液中加入理论量1.1～1.5倍的氯酸钠或氯酸钾溶液，在120℃～150℃进行水热反应1～3h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0.05～0.15mol·L-1的稀硫酸酸洗，水洗后在60℃～120℃下烘干，在350℃～450℃煅烧1～2h。
2.根据权利要求1所述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，其特征是浸出锰渣中 的金属杂质离子时锰渣中稀硫酸溶液加入量是理论量的1. 1 1. 3倍。
3.根据权利要求1所述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，其特征是氯酸钠或氯 酸钾溶液加入量是理论量的1. 1 1. 3倍。
4.根据权利要求1所述的从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，其特征是水热反应后 生成的二氧化锰水洗后在80°C 120°C下烘干。
全文摘要
本发明公开了一种从锰渣中提取高纯二氧化锰的方法，常温下，向锰渣中加入理论量1.1～1.5倍的稀硫酸浸出锰渣中的金属杂质离子；过滤后得到pH为1.0～2.0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理论量1.1～1.5倍的氯酸钠或氯酸钾溶液，在120℃～150℃进行水热反应1～3h，反应生成的二氧化锰沉淀经过滤，0.05～0.15mol·L-1的稀硫酸酸洗，水洗后在60℃～120℃下烘干，在350℃～450℃煅烧1～2h得到产品纯度大于98％的二氧化锰。本方法对锰渣中锰的提取率可达93％以上，得到的二氧化锰纯度可以达到98％以上，产品经济价值高，且工艺流程短、操作简单。
文档编号C22B3/44GK101880768SQ20101020573
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月14日 优先权日2010年6月14日
发明者刘玉静, 刘连利, 孙彤, 张惠, 王莉丽 申请人:渤海大学