一种从富铁锰渣中回收铁的方法

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种从富铁锰渣中回收铁的方法。

背景技术：

1、锰是我国重要的战略资源之一，素有“无锰不成钢”之说。目前金属锰主要通过电解方法进行制取。电解金属锰的生产是一个典型的湿法冶炼过程，由于锰矿常与铁的化合物伴生，在浸出阶段，锰矿石与硫酸反应，矿石中的锰以硫酸锰形式进入溶液，矿石中的铁也不同程度的进入溶液，为了获得高质量的电解金属锰产品以及高的电流效率，浸出液在进入电解前必须将铁离子除干净，一般要求tfe≤0.5mg/l。目前国内的电解金属锰生产工艺是将锰矿酸浸、余酸中和、亚铁离子氧化、铁离子水解沉淀等工序在同一个化合反应器中完成，然后再进行固液分离，铁离子水解沉淀产生的fe(oh)3沉淀与大量的酸浸锰渣混合在一起，该工艺既增加了渣量，也不利于电解锰渣有用成份的综合利用。

2、事实上，在锰矿酸浸过程中，通过优化电解锰生产过程中矿粉酸浸、除铁工序的操作，将锰矿石酸浸过程与除铁过程分离，控制工艺条件，避免除铁操作过程中铁离子水解形成fe(oh)3胶体沉淀影响过滤。其中锰矿酸浸过程得到的第一次过滤渣主要成分是石膏和二氧化硅，而对第一次过滤液经过氧化除铁后可得到二次过滤渣即为富铁锰渣。值得关注的是，富铁锰渣主要物相构成为mohrite：(nh4)2fe(so4)2·6h2o六水铵铁钒，takanelit：(mn,ca) mn4o9·3h2o塔锰矿，boussingaultite：(nh4)2mg(so4)2·6h2o六水铵镁矾等结晶水合物，同时其中还含有少量的二氧化硅，二水硫酸钙等矿物，其中fe2o3组分含量高达45~55%，具有较高的回收利用价值，具体成分见表1。

3、表1 富铁电解锰渣元素化合物百分含量%

4、 <![cdata[fe₂o₃]]> <![cdata[so₃]]> mno <![cdata[sio₂]]> cao <![cdata[al₂o₃]]> mgo <![cdata[k₂o]]> <![cdata[tio₂]]> 44.3 24.43 8.84 8.25 4.78 4.71 2.98 0.56 0.52 <![cdata[na₂o]]> cl <![cdata[p₂o₅]]> <![cdata[co₃o₄]]> nio zno sro <![cdata[y₂o₃]]> <![cdata[zro₂]]> 0.14 0.09 0.08 0.08 0.08 0.05 0.05 0.04 0.02

5、目前每生产1吨电解金属锰将产生2~5吨的富铁锰渣，相比传统电解锰渣，富铁锰渣含水率更高，对环境危害更大。现存的处理富铁锰渣的方法主要为堆存法，但是富铁锰渣中铁、锰等重金属元素经过风化和地表径流会渗透到环境和地下水中从而危害人体健康，对生态环境造成破坏，为此解决富铁锰渣处理处置问题已迫在眉睫。利用富铁锰渣为原材料来制取用处广泛的电解铁粉是一种可行的资源化处理方式。

6、目前，电解铁粉的制备主要是通过fe2+溶液的电解来实现。如专利cn98232041.8提供了一种用铁质废料生产高纯电解铁粉的电解装置，它是利用碳钢冲切边料、报废铁质零件等作为阳极原料，让电解液在槽中呈波浪形流动，使电解槽中的温度、ph值、槽液浓度相同，达到制取高纯电解铁粉的目的。但是该装置将电解槽分为多个电解室，增加了实际操作难度。又如专利cn200910236637.x提出了一种电解脱氧制备高纯铁粉方法与装置，其特征是以固态氧化铁和具有导电特征、不污染铁粉的阴极筐为阴极，以抗碱性熔蚀、导电性好的固态材料为阳极，两极与氢氧化物熔体接触，通过阴极与阳极之间设置一个氧离子导体膜，阻止镍离子等从阳极扩散到阴极，避免了阳极溶解对产物的污染，同时阻止铁离子等从阴极扩散到阳极，提高电流效率，获得高纯电解铁粉。但是其阳离子导体膜需要掺杂的物质种类过多，成本较高。目前，关于富铁锰渣电沉积生产电解铁粉的工艺在国内外暂无报道，因此，如何更为简单高效的从富铁锰渣中回收铁，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的主要目的是以一种铁含量较丰富的富铁锰渣为原料，提取其中的铁元素并制备高纯度电解铁粉。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种富铁电解锰渣资源化利用的方法，其具体步骤为：

3、（1）将富铁锰渣破碎成粉末，破碎后的粉末输送到电解反应器阳极室中并用双层耐酸碱滤布隔膜隔开阴阳两极，按一定固液比加入水制成矿浆液a。

4、（2）在一定温度反应条件下，将矿浆液a搅拌均匀后按一定的矿酸比加入浓硫酸后得到矿浆b。

5、（3）向权利要求（2）中得到的矿浆b中加入一定量的还原铁粉，制成电解液c。

6、（4）阴阳两极通电后调整合适的电流密度，恒定电流下电解一定时间后有电解铁粉从阴极析出。本发明具有以下效益：

7、（1）本发明从富铁锰渣中提取了铁元素并制备成用处广泛的电解铁粉，实现了富铁锰渣的资源化利用。

8、（2）本发明只需在矿浆液中加入廉价的还原铁粉，将矿浆液中的fe3+还原成fe2+然后进行电解即可得到高纯度的电解铁粉，且上述流程方便简单，环保安全。

9、（3）本发明能充分的挖掘富铁锰渣的利用价值，为电解铁粉的制备提供新思路，具有可观的经济效益。