一种由软锰矿制备硫酸锰的方法

摘要

本发明涉及一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，其包括将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末并按15:4的比例混合后加水制成原料浆，原料浆中加入适量硫酸并在一定温度下搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，反应生成硫酸锰溶液，除杂后得到硫酸锰净化液1，向硫酸锰净化液1中滴加2mol/L的NH4HCO3，同时不断搅拌在25℃温度下反应，将硫酸锰转变成碳酸锰，离心、洗涤、过滤，得到碳酸锰沉淀，碳酸锰沉淀洗涤后滴加1mol/L的硫酸并搅拌得到硫酸锰净化液2，最后浓缩结晶、过滤、洗涤、烘干、称重得到高纯度的硫酸锰粉红色产品。本发明中原料软锰矿和硫铁矿来源广、价格低、操作流程简单，满足工业化生产，且在工业上对低品位软锰矿可直接利用与开发，带来了显著的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸锰领域，具体说是一种由软锰矿制备硫酸锰的方法。

背景技术

近几年来，随着我国锰冶金及锰化工的飞速发展，对锰矿的需求量越来越大，高品位的锰矿日渐减少，锰矿的出厂价近年也在不断攀升，给锰冶金及锰化工行业的生产成本控制提出了严峻挑战。我国的锰矿储量十分有限，而大部分是低品位的。低品位的菱锰矿已在电解锰及电解二氧化锰中得到广泛利用，低品位的软锰矿一直无法直接利用。所以研发适合我国软锰矿选别的新工艺、新技术，并加大对复杂难选的软锰矿石的利用与开发具有十分重要的意义。

由于软锰矿经常与含铁矿物混合，其中铁、锰矿物的嵌布粒度较细，存在明显的铁锰类质同象现象，很难对矿石进行单体解离，所以该类矿物的利用难度比较大。目前，软锰矿矿的处理方法主要有重选、磁选、浮选、化学选矿法、焙烧和火法富集以及联合流程法等。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种采用两矿加酸法浸出低品位软锰矿制硫酸锰，节约能源和成本的由软锰矿制备硫酸锰的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，包括以下步骤：

步骤一，将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末；

步骤二，将所述步骤一中的软锰矿粉和硫铁矿粉按15:4的比例混合后，加水制成原料浆；

步骤三，向所述步骤二制得的原料浆中缓慢加入适量硫酸，在一定温度下缓慢搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，使物料充分进行氧化还原反应，最终生成硫酸锰溶液；

步骤四，将所述硫酸锰溶液除杂，具体为采用碳酸锰溶液调整pH至5.0，用于沉淀Fe

步骤五，向所述硫酸锰净化液1中滴加2mol/L的NH

步骤六，向所述步骤五得到的碳酸锰沉淀用水洗涤至满足洗涤要求，再滴加1mol/L的硫酸，同时不断搅拌溶液直至碳酸锰沉淀完全溶解得到硫酸锰净化液2；

步骤七，将所述步骤六得到的硫酸锰净化液2用旋转蒸发仪结晶，结晶至母液少量，也就是当析出的固体即将没过母液时，结束结晶过程，然后过滤得到硫酸锰固体；

步骤八，将所述步骤七得到的硫酸锰固体用水洗涤三次，烘干，称重，得到高纯度的硫酸锰产品。

作为优选，所述步骤一中软锰矿的主要成分为MnO

作为优选，所述步骤三中的硫酸为稀释后的硫酸，以免将其原料脱水氧化，加入硫酸之后再添加一定量的水，确保反应物料的固液比为1∶5。

作为优选，所述步骤四中沉降的重金属包括Cu

作为优选，所述步骤七中旋转蒸发仪结晶时的油浴温度为120℃。

作为优选，所述步骤八中烘干温度为80℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用两矿法浸出低品位软锰矿制高纯度的硫酸锰，工艺先进、技术可行、流程简单、便于操作，满足工业化生产；

2、本发明采用的原料均为来源广、价格低的工业品，对工业装置设计有较强的实际指导意义，且大大加强了工业上对低品位软锰矿的直接利用与开发，具有较好的社会效益；

3、本发明克服了软锰矿传统法生产中原料要求高、能耗高、劳动强度大、成本高和环境差的缺点，节约能源，降低了成本，有显著的经济效益。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为硫酸锰在不同温度下的溶解度曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合图1和图2详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种由软锰矿制备硫酸锰的方法，包括如下步骤：

步骤一，将原料软锰矿和硫铁矿研磨成粉末，软锰矿的主要成分为MnO

步骤二，将步骤一中的软锰矿粉和硫铁矿粉按15:4的比例混合后，加水制成原料浆；

步骤三，向步骤二制得的原料浆中缓慢加入适量硫酸，这里的硫酸应先进行稀释，以免将其原料脱水氧化，加入硫酸后再添加一定量的水，控制反应物料的固液比为1:5,在一定温度下缓慢搅拌，加热升温至95℃左右，保温3～6h，使物料充分进行氧化还原反应，最终生成硫酸锰溶液；

步骤四，将硫酸锰溶液除杂，具体为采用碳酸锰溶液调整pH至5.0，用于沉淀Fe

步骤五，向硫酸锰净化液1中逐滴加入2mol/L的NH

步骤六，向所述步骤五得到的碳酸锰沉淀用水洗涤至满足洗涤要求，且在碳酸锰沉淀中保留少量水，防止后续加入的硫酸将碳酸锰氧化脱水变黑，再逐滴加入1mol/L的硫酸时不断搅拌溶液直至碳酸锰沉淀完全溶解得到硫酸锰净化液2；

步骤七，将步骤六得到的硫酸锰净化液2用旋转蒸发仪结晶，结晶时旋转蒸发仪的油浴温度设为120℃，根据硫酸锰的溶解度在20℃时会发生反转，即在0～20℃时，随着温度的升高，硫酸锰的溶解度会增加，在20～120℃时随着温度的升高，硫酸锰的溶解度会减小，所以利用硫酸锰溶解度随温度变化的特殊性，可进一步通过控制结晶的温度，将其与其他杂质离子分离，且旋转蒸发仪结晶时需控制所剩母液的量，若母液全部蒸干，则其他残余的杂质离子也会析出，若母液剩余太多，则会过多损失产品，所以当析出的固体即将没过母液时，也就是结晶至母液少量时则结束结晶过程，然后过滤得到硫酸锰固体；

步骤八，将所述步骤七得到的硫酸锰固体用水洗涤三次，在80℃温度下进行烘干，称重，得到高纯度的粉红色硫酸锰产品。

本方案洗涤用的水均为去离子水。

实施例1

取软锰矿和硫铁矿共100g，其质量比为15:4，均研磨至粒径大约为0.15mm，加水充分混合后制成原料浆，再向原料浆中加入硫酸浸取并缓慢搅拌，确保固液比为1:5，加热升温至95℃左右，保温6h，使物料充分进行氧化还原反应得到硫酸锰溶液。第一步除杂通过向硫酸锰溶液中加入碳酸锰溶液调节pH至5.0，过滤掉Fe

以下表格为实施例1制得的硫酸锰产品检测数据：

实施例2

取软锰矿和硫铁矿共150g，其质量比为15:4，均研磨至粒径大约为0.15mm，加水充分混合后制成原料浆，再向原料浆中加入硫酸浸取并缓慢搅拌，确保固液比为1:5，加热升温至95℃左右，保温6h，使物料充分进行氧化还原反应得到硫酸锰溶液。第一步除杂通过向硫酸锰溶液中加入碳酸锰溶液调节pH至5.0，过滤掉Fe

以下表格为实施例2制得的硫酸锰产品检测数据：

实施例3

取软锰矿和硫铁矿共50g，其质量比为15:4，均研磨至粒径大约为0.15mm，加水充分混合后制成原料浆，再向原料浆中加入硫酸浸取并缓慢搅拌，确保固液比为1:5，加热升温至95℃左右，保温6h，使物料充分进行氧化还原反应得到硫酸锰溶液。第一步除杂通过向硫酸锰溶液中加入碳酸锰溶液调节pH至5.0，过滤掉Fe

以下表格为实施例3制得的硫酸锰产品检测数据：

通过实施例1、实施例2和实施例3的检测数据表格可以看出，原料软锰矿和硫铁矿加硫酸反应得到的硫酸锰溶液经除杂处理后制得的硫酸锰产品符合工业生产的要求，且低品位软锰矿原料来源广，价格低廉，整个方法流程简单、便于操作，符合工业化生产的要求，从而可大量直接利用低品位挼锰矿制得硫酸锰，带来显著的经济效益。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。