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，是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径≤180目后加入耐压、耐硫酸腐蚀的反应釜中，加入pH为1～3的硫酸溶液，然后在密闭条件下通入工业纯SO2气体进行还原浸出。
【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产生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目后加入耐压、耐硫酸腐蚀的反应釜中。加入pH为I~3的硫酸溶液。然后在密闭条件下通入工业纯SO2气体进行还原浸出。浸出结束后，放出反应釜内的浆料并进行固液分离，得到所需浸出溶液。得到的浸出液用于配制浸出碳酸锰矿的硫酸溶液。浸出渣用水洗涤，洗涤水用于配制硫酸溶液用于废渣浸出。洗涤后的废渣送渣场存放。浸出过程的温度为50°C~80°C，搅拌速度为50 r/min~130 r/min。每kg废渣的硫酸溶液的加入量为2L~4L。浸出时间为2h~4h。浸出的相对压力为0.01MPa~0.05MPa。
[0004]本发明的目的是这样实现的:废渣中可浸出元素主要是锰和铁，基本上分别呈MnO2, Mn (OH) 2和Fe (OH) 3状态，还原浸出过程主要发生如下化学反应:
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + MnO2 = MnSO4
Mn (OH) 2 + H2SO4 = MnSO4 + H2O
2Fe (OH) 3 + 3H2S04 = Fe2(SO4)3 + 6H20
Fe2 (SO4) 3 + H2SO3 + H2O = 2FeS04 + H2SO4
由于SO2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。
[0005]虽然加入的硫酸溶液的酸度较低有利于抑制Fe3+进入浸出液，但仍有部分Fe3+进入浸出液。进入浸出液的Fe3+被SO2还原成Fe2+，对后续除铁(一般采用中和沉淀法)不利。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中含有一定数量Fe2+，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，也不给后续溶液净化带来困难；由于SO2很容易与MnO2反应，所以还原浸出过程速度快；过程在密闭条件下进行，避免了 SO2的逸出产生的环境污染。
[0007]具体实施方法
实施例1:将2000g硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣(含锰6.2%、铁15.1%、粒径180目)加入容积为5L的衬钛压力反应釜中，加入pH为3的硫酸溶液4L，然后关闭排气阀，并开启SO2进气阀通入SO2,于60~70°C下搅拌(搅拌速度80r/min)浸出2h，反应釜内相对压力为O-OlMPa0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96.2%。
[0008]实施例2:将20kg 硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣(含锰6.2%、铁15.1%、粒径180目)加入容积为100L的衬钛压力反应釜中，加入pH为I的硫酸溶液80L，然后关闭排气阀，并开启SO2进气阀通入SO2，于50~60°C下搅拌(搅拌速度70r/min)浸出3h。反应釜内相对压力为0.05MPa。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99.3%。
【权利要求】
1.一种硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的一种再浸出方法，其特征是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径≤180目后加入耐压、耐硫酸腐蚀的反应釜中，加入pH为I~3的硫酸溶液，然后在密闭条件下通入工业纯SO2气体进行还原浸出，浸出结束后，放出反应釜内的浆料并进行固液分离，得到所需浸出溶液，得到的浸出液用于配制浸出碳酸锰矿的硫酸溶液，浸出渣用水洗涤，洗涤水用于配制硫酸溶液用于废渣浸出。
2.洗涤后的废渣送渣场存放，浸出过程的温度为50°C~80°C，搅拌速度为50r/min~.130 r/min,每kg废渣的硫酸溶液的加入量为2L~4L，浸出时间为2h~4h，浸出的相对压力为 0.01MPa ~ 0.05MPa。
【文档编号】C22B3/06GK103757277SQ201310736430
【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, 陈建文, 邓国海 申请人:四川师范大学