利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用氧化锰矿生产电解金属锰的方法，属于电极材料制备【技术领域】。本发明包括以下步骤:将氧化锰矿粒和煤粉混合均匀，放入马弗炉中焙烧得到焙烧矿；将焙烧矿用硫酸进行浸取后，按比例加入碳酸锰进行混合浸取，然后过滤，滤液为含有硫酸锰的浸出液；所得浸出液进行除铁，再加入氨水调节溶液的pH，然后加入硫化剂除杂，再进行压滤，得到的滤液送入电解槽电解得到电解金属锰产品。本发明的方法合理利用了锰矿资源、降低了生产成本，具有高价锰的还原转化率高，锰的浸出率高等优点。
【专利说明】利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电极材料制备【技术领域】，尤其是涉及一种利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙 烧生产电解金属猛的方法。
【背景技术】
[0002] 电解金属锰广泛应用于冶金、医学、电子、通讯等领域。随着科技的发展，电解锰的 应用不断扩大，市场需求量年增长15%左右。目前，我国生产电解金属锰的主要方法为使用 碳酸锰矿或烧结锰矿为主矿，使用二氧化锰矿除铁生产电解金属锰。由于国内的碳酸锰矿 资源有限，并且品位在逐年降低，加之有些地方对碳酸锰矿的乱采乱挖、采富弃贫，致使碳 酸锰矿资源日趋贫乏，给电解金属锰行业的发展带来了影响。因此寻找一种价格低廉的新 锰源来生产电解金属锰是急需解决的问题。
[0003] 氧化锰矿不仅在我国储量丰富，而且成本低，是替代碳酸锰矿生产电解金属锰的 理想矿源。氧化锰矿还原浸出工艺一直是国内外锰矿加工的重要研究内容，根据流程的不 同，可以归纳为两大类：还原焙烧-酸浸法和直接还原浸出法（湿法还原）。直接还原浸出 法因避免了高温焙烧程序，简化了工艺，成为氧化锰矿还原的重要研究方向。但是，由于大 规模工业化生产的需求，直接还原浸出法仍然存在一定的局限性，得到的浸渣难以处理，所 以还原焙烧法也一直受到研究者的青睐。因此，可以通过对氧化锰矿进行还原焙烧，生产出 一氧化锰，然后用一氧化锰与碳酸锰矿混合浸出，满足金属锰厂正常生产的原料供应，缓解 碳酸锰矿紧缺的现状。目前，还没有使用上述方法来生产电解金属锰的相关报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用氧化锰矿进行还原 焙烧，生产出一氧化锰，然后用一氧化锰与碳酸锰矿混合浸出，满足金属锰厂正常生产的原 料供应，缓解碳酸锰矿紧缺的现状。本发明的方法具有高价锰的还原转化率高，化合浸出过 程中酸耗低，液氨消耗少，且浸出渣量小，原料消耗少，金属锰的回收率高的优点。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将氧化锰矿粉碎至粒度为2?10mm，调整其水份含量为13 %?16%，将氧化 锰矿粒和煤粉按照矿煤重量比为1:0. 05?0. 08将两者混合均匀，放入马弗炉中在600? 900°C的温度下焙烧30?120min，中间翻动1?2次，使氧化锰矿还原生成MnO,得到焙烧 矿；
[0008] (2)先在浸出化合槽中加入硫酸，再投入步骤（1)中的焙烧矿，其中硫酸的加入量 与焙烧矿和碳酸锰矿总重量的重量比〇. 3?0. 4:1，利用硫酸产生的高温高酸条件进行焙 烧浸出，浸出时间为3?6小时；
[0009] (3)按照焙烧矿和碳酸锰矿的配比为3:7加入碳酸锰矿进行混合浸取，碳酸锰矿 的浸出时间为2?5小时，余酸控制在6g/L?10g/L ;根据浸出终点的余酸投入碳酸矿收 酸，反应2?3小时后过滤，滤液为含有硫酸锰的浸出液；
[0010] (4)对步骤（3)所得浸出液进行除铁，再加入氨水调节溶液的pH为5?7,然后加 入硫化剂反应30?60min除杂，再进行压滤，得到的滤液送入电解槽电解得到电解金属锰 产品。
[0011] 进一步地，所述步骤（2)所用的硫酸为质量百分数为90% -98%的浓硫酸。
[0012] 进一步地，所述硫化剂为硫化钠、二甲氨基二硫代甲酸钠、硫化钡、硫化亚铁或硫 化铵中的一种，硫化剂的加入量为碳酸锰矿与氧化锰矿总重量之和的0. 1?3%。
[0013] 进一步地，在步骤⑷中所用的氨水中NH3含量为25% wt。
[0014] 进一步地，在步骤（4)所述的除铁步骤中，先调节溶液的pH值至5. 5?6. 5,再加 入双氧水除二价铁，直至二价铁定性检测合格；除二价铁合格后，往化合槽加入氨水，调节 浸出液PH值在6. 6?7. 0之间，随后定性检测溶液的三价铁是否合格；如果三价铁不合格， 则补加双氧水并调氨水去除三价铁直至定性合格。
[0015] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0016] (1)本发明以资源丰富的氧化锰矿部分代替碳酸锰矿，采用煤粉焙烧还原氧化锰 矿得到MnO,然后与碳酸锰矿混合浸取，从而制取电解金属锰，在焙烧时优选粒度较为均一 的氧化锰矿，粒度不均会造成过度烧结或烧不熟，烧不熟的焙烧矿还原率较低，四价锰含量 较高，从而影响氧化锰矿的还原转化率，烧结过度烧结矿的颗粒粒度较大，表面呈蜂窝状， 总锰浸出率相对较低。本发明还通过试验确定合适的矿煤比，焙烧温度，获得较高的还原转 化率。
[0017] (2)本发明经过试验发现酸矿比和固液比对Mn2+的浸出率虽然影响不大，但是酸 太多将增加氨水的消耗量及Mn 2+的压滤损失，当酸过量时，Mn2+的回收率会从中和前的93% 左右下降到80%左右，本发明确定了合适的酸矿比，减少了 Mn的损失，从而可以获得较高 的Mn回收率，同时，氨水的消耗也大幅度下降，减少了生产成本。
[0018] (3)本发明通过试验控制合适的两矿比，使浸出率较高的同时、渣中Μη2+、和渣量 等均控制得较低。
[0019] (4)本发明既合理地利用了锰矿资源、又降低了生产成本，有着很好的经济效益和 社会效益。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述。
[0021] 实施例1-实施例5考察焙烧过程中Mn的还原转化率的影响因素。
[0022] 高价Mn的转化率计算公式：
[0023]
【权利要求】
1. 利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，其特征在于包括以下步骤： (1)将氧化锰矿粉碎至粒度为2?10mm，调整其水份含量为13?16%，将氧化锰矿粒 和煤粉按照矿煤重量比为1:〇. 05?0. 08将两者混合均匀，放入马弗炉中在600?900°C的 温度下焙烧30?120min，中间翻动1?2次，使氧化锰矿还原生成MnO,得到焙烧矿； ⑵先在浸出化合槽中加入硫酸，再投入步骤⑴中的焙烧矿，其中硫酸的加入量与焙 烧矿和碳酸锰矿总重量的重量比〇. 3?0. 4:1，利用硫酸产生的高温高酸条件进行焙烧浸 出，浸出时间为3?6小时； (3) 按照焙烧矿和碳酸锰矿的配比为3:7加入碳酸锰矿进行混合浸取，碳酸锰矿的浸 出时间为2?5小时，余酸控制在6g/L?10g/L ;根据浸出终点的余酸投入碳酸矿收酸，反 应2?3小时后过滤，滤液为含有硫酸猛的浸出液； (4) 对步骤（3)所得浸出液进行除铁，再加入氨水调节溶液的pH为5?7,然后加入硫 化剂反应30?60min除杂，再进行压滤，得到的滤液送入电解槽电解得到电解金属锰产品。
2. 根据权利要求1所述的利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，其特 征在于：所述步骤（2)所用的硫酸为质量百分数为90% -98%的浓硫酸。
3. 根据权利要求2所述的利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，其特 征在于：所述硫化剂为硫化钠、二甲氨基二硫代甲酸钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一 种，硫化剂的加入量为碳酸锰矿与氧化锰矿总重量之和的〇. 1?3%。
4. 根据权利要求3所述的利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，其特 征在于：在步骤⑷中所用的氨水中NH3含量为25% wt。
5. 根据权利要求1所述的利用碳酸锰矿和氧化锰矿焙烧生产电解金属锰的方法，其特 征在于：在步骤（4)所述的除铁步骤中，先调节溶液的pH值至5. 5?6. 5,再加入双氧水除 二价铁，直至二价铁定性检测合格；除二价铁合格后，往化合槽加入氨水，调节浸出液PH值 在6. 6?7. 0之间，随后定性检测溶液的三价铁是否合格；如果三价铁不合格，则补加双氧 水并调氨水去除三价铁直至定性合格。
【文档编号】C22B3/08GK104404568SQ201410775759
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】李建军, 韦业雄, 农承开, 盛波, 陆毅 申请人:中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司