[发明专利]以软锰矿和废酸为原料生产一水合硫酸锰晶体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一水合硫酸锰的生产工艺，特别是一种用水热反应法，以低贫、细杂软锰矿及钛白工业废酸为原料制备一水硫酸锰的生产工艺。

背景技术

硫酸锰是一种重要的化工产品，也是主要的化工、冶金原料，可用于医药、造纸、陶瓷、催化剂、矿石浮选、电解锰的生产及其它锰盐的制造等。硫酸锰制造工艺包括：1、高温焙烧法，以软锰矿为原料，这种方法虽然成熟，但存在流程长、劳动强度大、环境污染严重、能耗高、锰利用率低、浪费资源等缺点；2、酸浸法，以菱锰矿为原料，这种方法需要消耗大量的硫酸，对设备腐蚀性强，而且滤液需要除去矿石中伴生的碱土金属杂质，加大了生产成本；3、其他方法，例如，二氧化硫法、硫酸亚铁法、一氧化锰法、碳氢化合物法、利用沼气、稻皮、甘蔗糖蜜酒精废液等方法等尚处于理论探讨和小规模试验探索中，技术尚不成熟；4、两矿酸浸法，该方法目前逐渐被硫酸锰厂家采用，其优点在于省掉了高温还原焙烧工序，改善了操作环境，降低了原料和燃料的消耗，浸取、中和除铁、除重金属都在同一反应槽中一次完成，固液分离容易。但在实际生产中，特别是选用低贫软锰矿为原料时，简单地采用两矿酸浸法难以生产出合格的一水合硫酸锰。现有的两矿酸浸法在实际生产中是在低贫软锰矿原料中添加高锰含量的锰矿石来补充原料的锰含量，否则无法生产出合格的一水合硫酸锰。

发明内容

本发明的目的是提供一种回收率高，无环境污染，操作简单，能从低贫软锰矿中生产合格的一水合硫酸锰的工艺方法，其步骤如下：

(1)将软锰矿和黄铁矿细磨；

(2)用钛白工业废酸作浸锰剂；

(3)将步骤(1)(2)的物料按比例配料、加热、搅拌、浸锰；

(4)对步骤(3)浸锰后产生的硫酸锰悬浊液调pH值，然后加硫化钡沉淀重金属；

(5)对步骤(4)沉淀重金属后的硫酸锰悬浊液调pH值沉淀铁、铝、砷、锑，并过滤；

(6)对步骤(5)过滤后的硫酸锰滤液加热加压并控制加热加压的时间，进行水热反应，得到含粗颗粒硫酸锰晶体的悬固液；

(7)将步骤(6)所得的粗颗粒硫酸锰晶体沉降，并排出上清液；

(8)卸压后将步骤(7)的粗颗粒硫酸锰晶体以晶浆形式排出，冷却晶浆，使其溶解成硫酸锰的溶液，过滤，并调整过滤后的滤液的pH值；

(9)对步骤(8)的滤液静置陈化、过滤；

(10)对步骤(9)的滤液调pH值后加热加压并控制加热加压的时间，进行水热反应，得到含粗颗粒硫酸锰晶体的悬固液，排出上清液后得到含粗颗粒硫酸锰晶体的晶浆，上清液返回浸锰；

(11)对步骤(10)的晶浆进行分离，得到一水合硫酸锰晶体。

众所周知，锰矿中的二氧化锰不能直接与硫酸反应，只有将二氧化锰还原为一氧化锰才能与硫酸反应生成硫酸锰。而软锰矿-黄铁矿-硫酸直接浸出硫酸锰的反应属于多向氧化-还原反应。由于涉及黄铁矿被分解后所产生的一系列中间产物的氧化，反应机理很复杂。经过对其反应过程的研究可以认定影响浸出过程的主要因素包括黄铁矿用量的影响、黄铁矿粒度的影响、反应时间的影响、硫酸浓度的影响、温度的影响、搅拌的影响。据此经过研究试验，本发明提出了完全以软锰矿，例如广西大量存在的锰含量为16～22％的低贫松软锰矿为原料，该锰矿资源的特点是贫、细及杂质含量高；以来源广、价格低的黄铁矿为还原剂，并利用钛白工业生产中产生的大量废硫酸作为浸锰剂，再采用水热反应的原理进行浓缩净化和析晶制备一水合硫酸锰，采用该方法可以最大限度地利用我国现有的矿产资源和工业废弃物生产出符合国家标准的一水合硫酸锰晶体。其具体步骤包括：