硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法
【专利摘要】本发明介绍的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法是将废渣磨细到粒径≤180目后加入耐硫酸腐蚀和耐压的反应釜中，加入硫酸溶液和亚硫酸氨，然后密闭反应釜进行搅拌浸出。
【专利说明】硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的一种再浸出方法。
【背景技术】
[0002]碳酸锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于碳酸锰矿中含有一定的MnO2,MnO2不溶于硫酸，致使采用硫酸浸出碳酸锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。目前硫酸浸出碳酸锰矿的废渣产生量和堆存量均很大，废渣含锰约6%，具有再回收价值。采用湿法工艺对其再利用能依托产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备，比较容易实施，浸出工序是湿法工艺必不可少的工序，由此开发浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法具有较大实用价值。
【发明内容】
[0003]针对目前硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再利用问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法，其特征在于将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径< 180目后加入耐硫酸腐蚀和耐压的反应釜中，加入硫酸溶液和亚硫酸氨，然后密闭反应釜进行搅拌浸出。浸出结束后放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出液。浸出渣用水洗涤，洗涤后的废渣送渣场存放。得到的浸出液与产生的洗涤水一道用于配制浸出碳酸锰矿的硫酸溶液，浸出过程的硫酸加入总量为废渣中锰的理论消耗量的110%~150%。每kg废禮:进入硫酸溶液2~5L。
[0004]浸出过程的温度为50°C~80°C`，搅拌速度为50 r/min~130 r/min。浸出时间为2h~4h,亚硫酸氨的加入量为将矿粉中所含的MnO2全部还原为Mn2+所需理论量的105%~
120% o
[0005]本发明的目的是这样实现的:硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣中的可浸出元素主要是锰和铁，分别呈Mn (OH) 2、MnO2和Fe (OH) 3形态，在有亚硫酸氨存在的条件下，硫酸浸出碳酸锰矿的过程主要发生如下化学反应:
Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + 2H20
2Fe (OH)3 + 3H2S04 = Fe2(SO4)3 + 6H20
MnO2 + (NH4) 2S03 + H2SO4 = MnSO4 + (NH4) 2S04+ H2O
Fe2 (SO4) 3 + (NH4)2SO3 + H2O = 2FeS04 + (NH4)2SO4 + H2SO4
2FeS04 + MnO2 + 2H2S04 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H20
由于亚硫酸氨的还原性较强，MnO2的氧化性也较强，两者很容易发生化学反应，由此实现MnO2较完全浸出。由于反应在密闭条件下进行，(NH4)2SO3在酸性条件下分解出的SO2通过搅拌进入溶液(SO2在溶液中有一定的溶解度)与MO2反应被消耗掉，整个系统在微正压下进行。也由于亚硫酸氨的还原性较强，进入浸出液的Fe部分呈Fe2+形态，会给后续的浸出液净化带来困难，同时，由于废渣中的锰含量较低，浸出液的Mn2+浓度偏低，浸出液直接进入企业现有的浸出液净化系统也存在工艺匹配问题。将本方法得到的浸出液和最终废渣洗涤产生的洗涤水一道用于配制浸出碳酸锰矿所需的硫酸溶液，可以根据企业现有工艺的需要，灵活调整碳酸锰矿浸出液的Mn2+浓度，实现与现有工艺的良好匹配。更为重要的是，本发明得到的浸出液及其最终废渣洗涤水中含有一定数量Fe2+(具体含量根据碳酸锰矿中需要还原的MnO2含量，通过调整本发明中H2SO4和亚硫酸氨进行控制)，进入碳酸锰矿浸出系统后，发生如下化学反应:
2FeS04 + MnO2 + 2H2S04 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H20
通过上述反应将原有硫酸浸出碳酸锰矿时，不能浸出的MnO2较完全浸出，不再产生新的高锰含量废渣。与此同时，Fe2+被氧化成Fe3+，有利于后续的浸出液净化过程，与现有工艺完全配备。
[0006]本发明的突出优点是:经过上述一系列反应，最终硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣中的Mn基本上完全浸出，减少资源浪费；由于亚硫酸氨很容易与MnO2反应，所以还原浸出过程速度快；得到的浸出液及其最终废渣洗涤水中含有相当数量Fe2+，进入现有碳酸锰矿的浸出系统后能将原有硫酸浸出碳酸锰矿时，不能浸出的MnO2较完全浸出，不再产生新的高锰含量废渣。
[0007]具体实施方法
实施例1:将1000g碳酸锰矿浸出渣(含总锰6.7%、其中四价锰6.5%、Fe2O3I0.7%、粒径180目)加入容积为5L的不锈钢反应釜中，加入0.6mol/L的硫酸溶液2500ml和亚硫酸氨150g,于60~70°C下密闭搅拌(搅拌速度80r/min)浸出2h。浸出结束后进行液固分离和浸出渣的洗涤。根据洗净`后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为98.6%。
[0008]实施例2:将IOkg碳酸锰矿浸出渣(含总锰6.7%、其中四价锰6.5%、Fe2O3I0.7%、粒径180目)加入容积为50L的不锈钢反应釜中，加入H2S0434.5g/L的硫酸溶液35L(硫酸溶液为电解锰厂产生的电解残液，残液含Mn2+13.5g/L，H2S0434.5g/L)和亚硫酸氨1.5kg，于50~60°C下密闭搅拌(搅拌速度70r/min)浸出3h。浸出结束后进行液固分离和浸出渣的洗涤。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.2%。
【权利要求】
1.一种硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法，其特征是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径< 180目后加入耐硫酸腐蚀和耐压的反应釜中，加入硫酸溶液和亚硫酸氨，然后密闭反应釜进行搅拌浸出，浸出结束后放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出液，浸出渣用水洗涤，洗涤后的废渣送渣场存放，得到的浸出液与产生的洗涤水一道用于配制浸出碳酸锰矿的硫酸溶液，浸出过程的硫酸加入总量为废渣中锰的理论消耗量的110%~150%，每kg废渣进入硫酸溶液2~5L，浸出过程的温度为50°C~80°C，搅拌速度为50 r/min~130 r/min，浸出时间为2h~4h，亚硫酸氨的加入量为将矿粉中所含的MnO2全部还原为Mn2+所需理论量的105%~12`0%。
【文档编号】C22B3/08GK103757275SQ201310736427
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月29日 优先权日:2013年12月29日
【发明者】龙炳清, 邓国海, 陈建文 申请人:四川师范大学