湿法提取富锰渣中锰资源的研究

摘要

近些年来，随着我国钢铁工业的迅速发展，电解锰的需求日益增加，难选贫锰矿的处理和资源化利用问题日益突出。富锰渣作为一种低品位锰矿火法富集后的原料性中间产品，锰含量一般在30％以上，其在湿法冶金领域的应用越来越受到关注。目前，由于经济和技术等原因，富锰渣的主要用途仍为硅锰合金的原料，附加值较低。富锰渣湿法利用的研究不但可以增加富锰渣的附加值，而且还能够为难选贫锰矿的利用提供和有效的途径。
　　 本文针对湖南某电解锰厂的富锰渣，首先利用多种分析手段对其基本性质进行了初步分析，然后分别对富锰渣湿法浸出工艺过程及条件、浸出液的利用过程进行探索和讨论。结论如下：
　　 本文所用的富锰渣是含水率低、硬度大、绿色块状物。渣中主要含有Mn、Si、Al及少量的Ca、Fe、Mg、Ba等元素，其中总锰含量达30.26%、硅含量17.07%、铝8.08%。
　　 在浸取富锰渣过程中，探索了浸取锰的方法和条件，确定了碱预处理-酸浸作为浸出富锰渣的工艺路线及相应工艺条件。通过实验可知：当碱的浓度为9mol/L、碱液和富锰渣的液固比为3:1、温度高于77℃时处理3小时，预处理后碱渣酸浸不会产生硫化氢；硫酸浓度为1 mol/L、硫酸与碱渣液固比为9:1、温度为90℃时浸取2小时，锰的浸出率会达到98.88%，继续增加硫酸用量及温度，浸取率增加不明显，且硫酸用量增加，加大了浸取过程的酸耗和能耗。
　　 在锰浸取过程中，铁铝与某些重金属杂质也进入浸取液。采用水解沉淀法可除去Fe3+、Al3+。水解沉淀就是通过调节溶液的pH使主体金属离子不水解，而杂质金属离子以氢氧化物的形态析出。除铁前浸取液中铁含量2.18 g/L；除铁后浸取液中铁含量小于0.5 mg/L，除铁效率达99.97%。实验选用SDD去除重金属杂质离子的干扰，以得到较纯净的硫酸锰浸取液。
　　 采用电解法回收浸取出的锰：测定净化液中铵浓度，按照浓度120 g/L补加硫酸铵，调节pH为6.5-7，加入添加剂SeO2，37-40℃恒温电解。电解所得沉积物的XRD图谱与标准卡JCPDS(No.44-1472)对照，确定产物为α型电解金属锰晶体。