本发明涉及碳热还原软锰矿的方法，特别涉及一种微波加热生物质还原软锰矿技术领域，属于冶金技术领域。
背景技术：
锰是一种重要的战略金属，其在地壳中的含量越占0.1%，锰资源大多以化合物形式存在于各类硅酸盐矿石中。在现代工业中，锰矿是重要的基础性大宗原料矿产，90%-95%被用于钢铁工业，主要用作合金化元素和脱硫、脱氧剂等。
我国锰矿产资源丰富，目前利用最多的就是碳酸锰矿，经过多年来大规模开采，碳酸锰矿石资源日益紧缺，已不能满足国内电解锰行业对原料的巨大需求。而另一方面，储量相对丰富的贫氧化锰矿资源却得不到利用，据报道，我国存在大量含锰20%~25%的软锰矿资源未被开发利用。有效地开发利用低品位软锰矿，以部分替代碳酸锰矿，扩大电解锰生产原料，已成为我国电解锰工业可持续发展亟待解决的问题。
生物质是多种多样的，有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材和木材废弃物等。其组成成分以钎维素、半钎维素、木质素、淀粉、蛋白质和烃类等为主。这些生物质存在很大的利用潜能，生物质经热解后可得到
锰大多以mno2.nh2o的形式存在于软锰矿中，但高价锰不易溶于硫酸，必须通过还原反应将其还原为mno后才能溶于硫酸得到硫酸锰。申请号为201210051035.9的中国专利公开了一种用工业微波窑炉制备氧化锰矿粉的方法，将矿物与还原剂进行混合料造块，还原剂配比为20%~50%，还原剂严重过量，烧结温度800~900℃，保温时间90~150min，炉内1到5个大气压，其所得处理好的物料为块状，在进入下一浸出工艺时还需破碎。专利zl200810058946.8公开了一种在加压的条件下用黄铁矿还原软锰矿生产硫酸锰的冶炼方法，其锰的浸出率达到95％以上。但是此反应需在高压釜内进行，对设备要求较高。
为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究与分析，终于完成了本发明。
技术实现要素：
技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种微波加热生物质还原软锰矿的方法。
该制备方法的步骤如下：
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为1~2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计0.5~1%的有机粘结剂，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25~30mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在750-850℃下还原15~30min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的软锰矿是以重量计mn含量为20%以上，fe为6%以上；所述的软锰矿粒径不大于200目（0.074mm）。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的生物质为稻秆，锯末，麦秆，玉米秆，竹粉；其主要成分以重量计为，挥发份高于60%，灰分不高于15%，固定碳不低于12%；所述的生物质粒径不大于200目（0.074mm）。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的有机粘结剂可以是甲基纤维素和可溶性淀粉。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的微波箱式反应器的频率为912~918mhz，其微波反应器功率应根据处理物料的量进行选择。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的还原温度控制为750-850℃，还原时间15-30min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的惰性气体为氩气或者氮气，气体流量通过转子流量计控制为0.05~0.1l/min。
在本发明中，上述制备得到的mno球团的还原率的计算方式r=(mno球团中mn+2的质量÷mno球团中mn的质量)×100%，其中r为还原率，mno矿粉中mn包括mn+2和mn+4。
在本发明中，所使用的软锰矿例如是由广西中信大锰矿业有限责任公司获得的软锰矿。所述的软锰矿也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要求。
在本发明中，所使用的生物质原料是从云南地区农作物副产品中选取的，其化学组成应该满足上述要求。
本发明使用的干燥设备是目前市场上销售的产品，例如由上海博讯实业设备公司以商品名数显鼓风干燥箱（dzx-9030mbe）销售的产品。
本发明使用的压块设备是目前市场上销售的产品，例如由泰州荣美公司以商品名数显小型油压机（sfls-20）销售的产品。
本发明使用的煅烧设备是目前市场上销售的产品，例如由昆明理工大学以商品名微波箱式反应器（hm型）销售的产品。
有益效果]
本发明的有益效果是：针对上述现有软锰矿还原工艺存在的问题，本法明进行软锰矿含碳球团压块处理，提高物料接触面积，增大反应强度；利用微波加热的选择性、内部加热等优势，缩短反应所需的时间，提高能耗利用率，制备出符合电解锰行业要求的高品质mno粉。
【附图说明】
图1是采用本发明方法制备的流程图。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：
一种微波加热生物质还原软锰矿的方法，该实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno222.4%和feo8.4%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份66.19%，灰分10.81%，固定碳14.08%和水分8.92%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为1:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在750℃下还原30min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为92.52%。
实施例2：
一种微波加热生物质还原软锰矿的方法，该实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno231.2%和feo23.7%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份66.19%，灰分10.81%，固定碳14.08%和水分8.92%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为96.62%。
实施例3：
一种微波加热生物质还原软锰矿的方法，该实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno231.2%和feo23.7%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份79.6%，灰分0.87%，固定碳13.02%和水分6.51%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为98.43%。
实施例4：
一种微波加热生物质还原软锰矿的方法，该实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno244.7%和feo15.2%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份70.88%，灰分9.32%，固定碳14.34%和水分5.46%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为95.67%。
实施例5：
一种微波加热生物质还原软锰矿的方法，该实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno244.7%和feo15.2%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份79.6%，灰分0.87%，固定碳13.02%和水分6.51%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原30min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为97.35%。
对比实施例1：
一种电阻炉加热生物质还原软锰矿的方法，该对比实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno222.4%和feo8.4%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份66.19%，灰分10.81%，固定碳14.08%和水分8.92%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为1:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、电阻炉加热还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式电阻炉中，通入惰性气体后在750℃下还原30min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为81.91%。
对比实施例2：
一种电阻炉加热生物质还原软锰矿的方法，该对比实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno231.2%和feo23.7%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份66.19%，灰分10.81%，固定碳14.08%和水分8.92%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、电阻炉加热还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式电阻炉中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为87.13%。
对比实施例3：
一种电阻炉加热生物质还原软锰矿的方法，该对比实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno231.2%和feo23.7%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份79.6%，灰分0.87%，固定碳13.02%和水分6.51%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、电阻炉加热还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为87.94%。
对比实施例4：
一种电阻炉加热生物质还原软锰矿的方法，该对比实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno244.7%和feo15.2%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份70.88%，灰分9.32%，固定碳14.34%和水分5.46%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、电阻炉加热还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原20min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为84.68%。
对比实施例5：
一种电阻炉加热生物质还原软锰矿的方法，该对比实施例的实施步骤如下：
首先对原料软锰矿进行了分析，其化学组成是以重量计mno244.7%和feo15.2%；所述软锰矿经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
对原料生物质进行了工业分析，其化学组成是以重量计挥发份79.6%，灰分0.87%，固定碳13.02%和水分6.51%；所述生物质经筛分后粒度均不大于200目（0.074mm）。
a、混合配料
将软锰矿和生物质按质量比为2:10混合配料，接着
b、压块
向软锰矿和生物质混合料中加入以重量计1%的甲基纤维素，混合均匀后湿润，放入特定模具中，在25mpa压力下制成生球团，放入烘箱中干燥12h以上；
c、微波还原
将步骤b制得的生球团装入刚玉坩埚后，放入可控气氛箱式微波反应器中，通入惰性气体后在850℃下还原30min，之后球团随炉冷却至室温，得到含mno球团。
将球团化学分析，确定得到铁元素全部为fe3o4的mno球团，制备得到的mno球团的还原率为86.12%。
以上结合附图对本发明的钛渣微波连续化处理制备电焊条用金红石的方法和装置作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。实施例1~5的实施结果与对比实施例1~5的实施结果对比分析知道，采用本发明方法得到mno球团的还原率比对比实施例高10.49%，这个结果是出乎人们意料之外的结果。