本发明涉及湿法冶金术领域，具体涉及一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，该方法适合应用于低品位菱锰矿的高效浸出。
背景技术：
电解锰行业是我国黑色冶金领域的第二大行业，其中90％电解锰用于钢铁工业，有“无锰不成钢”之称。经过近50年的发展，2000年我国已成为世界最大的电解锰生产国，消费国和出口国。我国锰矿资源中富锰矿仅占6.4％，贫锰矿占全国总储存量93.6％。经过几十年的开采，全国锰矿平均采矿品位已由30％降至14％。以广西为例，该区电解锰行业95％原料是低品位菱锰矿(主要成分为MnCO3)，采用传统的酸浸工艺、压滤分离技术与设备，全锰综合利用率仅为70％左右，造成了锰矿资源的浪费。
传统的湿法冶炼锰深加工技术，直接采用硫酸浸取菱锰矿是目前国内外电解锰企业广泛使用的生产方法。针对不同产地菱锰矿的直接酸浸取法，国内学者对反应温度、反应体系酸矿比、液固比、搅拌速率、物料颗粒大小和浸取剂浓度等因素进行了深入的探讨，通过工艺参数优化可使锰的浸取率达到85％以上。
国内也有学者对阻碍菱锰矿浸取完全的机理进行了研究，MnCO3之所以难以被硫酸完全浸出的原因是菱锰矿中混杂在碳酸锰晶体中的高价态锰氧化物，阻碍了硫酸进入晶体内部与碳酸锰反应而使浸取不完全。西班牙的Montero O.C.等则更进一步研究了锰矿浸出机理，发现在浸出过程中产物Mn2+并不完全进入溶液，部分Mn2+在矿石表面形成致密的硫酸盐层，从而阻碍了反应物和产物的互相扩散，Mn2+从硫酸盐层的扩散是整个过程的控制步骤。上述的研究主要基于菱锰矿酸浸效率及影响因素的实验室研究，对影响低品位菱锰矿酸浸效率的影响因素、界面反应机理及工业化应用尚处于空白。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，该方法简单，操作方便，成本低，大幅度提高了锰浸出率，减少了资源浪费，增加了经济效率。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，包括如下步骤：
1)将浓硫酸和水加入菱锰矿中，浓硫酸与菱锰矿的质量比为其理论值的1.1～1.2倍，水与菱锰矿的质量比为6～7︰1，搅拌下加热至55～60℃，继续搅拌反应30～60min，得到固液混合物；
2)向步骤1)中得到的固液混合物中加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵的质量为菱锰矿质量的0.01％～0.02％，在55～60℃下继续搅拌反应3～3.5小时，过滤，取滤液，得到锰浸出液。
优选的，所述的菱锰矿中总锰含量为13％～15％，二价锰含量为12.56％～14.32％，四价锰含量为0.33％～0.62％，粒径为100～200目，所述含量均指质量百分比含量。
优选的，所述的浓硫酸的质量百分比浓度为98％。
优选的，搅拌时的转速为100～150rpm。
本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
1、改善矿物颗粒的表面活性、提高了浸取反应速率
浸出过程中产物Mn2+并不完全进入溶液，部分Mn2+在矿石表面形成致密的硫酸盐层，从而阻碍了反应物和产物的互相扩散。十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的表面活性作用，改善矿物颗粒的表面活性、提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，提高了浸取反应速率，促进锰的浸出。
2、增加了菱锰矿中高价态锰的溶出
碳酸锰晶体中的高价态锰氧化物，阻碍了硫酸进入晶体内部与碳酸锰反应而使浸取不完全，用还原剂破坏这些氧化物后，可在常温及较短时间内将菱锰矿完全浸取出来。十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)所含有机组分对四价锰的还原，利于锰的酸浸溶解，增加了锰的浸出率。
3、促进硫酸对菱锰矿表面的侵蚀
SEM、TEM结果表明，十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)辅助浸出，能有效促进硫酸对菱锰矿表面的侵蚀，降低锰矿的表面粒度，增加硫酸与矿粒的接触面积，提高锰的浸出率。
4、降低了浸出液的表面张力、提高了矿粒表面的润湿性
十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的加入，显著降低了浸出液的表面张力，提高了矿粒表面的润湿性，提高锰的浸出率。
5、增加了矿粒表面微孔裂隙浸湿渗透过程
矿石表面存在许多微孔裂隙，渗透过程为发生在细小固体孔隙的浸湿过程，渗透过程发生的驱动力是液体表面弯月面产生的附加压力。十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的加入，疏水基将吸附于毛细管壁，亲水基伸入液体中，附加压力会增加，这有助于渗透。因此，添加十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)有利于浸出液在孔裂隙间的渗透，渗透作用的增强，会对锰浸出率的提高有一定帮助。
6、有利于溶液在矿粒表面铺展，加快传质过程
加入十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)，有利于溶液在矿粒表面铺展，在矿石表面的流动速度增大，加快传质过程，提高浸出速度。加快溶液的流速会使矿石表面的液膜厚度减小，对流扩散相对上升，有利于浸出反应。
7、增强了矿粒表面液膜两边的浓度梯度
十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)增强了矿石表面液膜两边的浓度梯度，强化分子扩散和对流扩散过程，提高浸出反应速率，从而提高锰的浸出率。
8、提高浸出体系的ORP电位
加入十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)，有效提高浸出体系中的ORP电位，促进锰的浸出。
9、具有显著的经济效益、环境效益
加入十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)，提高了锰的浸出，锰渣中的锰含量得到降低，提高了锰的综合利用率，节约资源，并减少对环境的污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体说明。
实施例1
一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，包括如下步骤：
1、将质量百分比浓度为98％的浓硫酸和水加入菱锰矿中，浓硫酸与菱锰矿的质量比为其理论值的1.1倍，水与菱锰矿的质量比为6︰1，搅拌(转速为110rpm)下加热至55℃，继续搅拌(转速为110rpm)30min，得到固液混合物；
2、向步骤1)中得到的固液混合物中加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵的质量为菱锰矿质量的0.01％，在55℃下继续搅拌(转速为110rpm)反应3小时，过滤，取滤液，得到锰浸出液。
本实施例中的菱锰矿来自广西大新某低品位菱锰矿，其总锰含量为13.1％，二价锰含量为12.56％，四价锰含量为0.33％，粒度为100～200目。
对固液混合物和锰浸出液中的锰的含量进行检测可知，步骤1采用普通的酸法浸出菱锰矿，锰浸出率为89.5％，步骤2加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，锰浸出率为95.2％，由此可见，该方法在加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，可有效提高锰浸出率。
实施例2
一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，包括如下步骤：
1、将质量百分比浓度为98％的浓硫酸和水加入菱锰矿中，浓硫酸与菱锰矿的质量比为其理论值的1.15倍，水与菱锰矿的质量比为6.5︰1，搅拌(转速为120rpm)下加热至60℃，继续搅拌(转速为120rpm)反应45min，得到固液混合物；
2、向步骤1)中得到的固液混合物中加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵的质量为菱锰矿质量的0.02％，在60℃下继续搅拌(转速为120rpm)反应3.5小时，过滤，取滤液，得到锰浸出液。
本实施例中的菱锰矿来自重庆秀山某低品位菱锰矿，其总锰含量为14.3％，二价锰含量为13.5％，四价锰含量为0.46％，粒度为100～200目。
对固液混合物和锰浸出液中的锰的含量进行检测可知，步骤1采用普通的酸法浸出对菱锰矿，锰浸出率为90.1％，步骤2加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，锰浸出率为95.8％，由此可见，该方法在加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，可有效提高锰浸出率。
实施例3
一种提高菱锰矿中的锰浸出率的方法，包括如下步骤：
1、将质量百分比浓度为98％的浓硫酸和水加入菱锰矿中，浓硫酸与菱锰矿的质量比为其理论值的1.2倍，水与菱锰矿的质量比为7︰1，搅拌(转速为150rpm)下加热至60℃，继续搅拌(转速为150rpm)反应60min，得到固液混合物；
2、向步骤1)中得到的固液混合物中加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵的质量为菱锰矿质量的0.02％，在60℃下继续搅拌(转速为150rpm)反应3.5小时，过滤，取滤液，得到锰浸出液。
本实施例中的菱锰矿来自湖南花垣某低品位菱锰矿，其总锰含量为14.9％，二价锰含量为14.1％，四价锰含量为0.61％，粒度为100～200目。
对固液混合物和锰浸出液中的锰的含量进行检测可知，步骤1采用普通的酸法浸出对菱锰矿，锰浸出率为90.8％，步骤2加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，锰浸出率为96.9％，由此可见，该方法在加入添加剂十六烷基三甲基溴化铵后，可有效提高锰浸出率。