[发明专利]软锰矿粉的加压还原浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别涉及锰的湿法冶金技术领域。

背景技术

我国软锰矿的储藏量约有5000万吨，其中大多数为低品位的贫矿。当前，锰矿资源的贫乏正制约着我国锰系产品的生产和可持续发展。在我国一些锰系产品生产集中的地区，所使用碳酸锰矿的品位已经由含锰18％～20％降低到只有13％～15％。而另一方面，大量含锰20％～25％的软锰矿(主要成分为二氧化锰)，却因为还原过程成本过高或污染环境严重等问题得不到利用。由此可见，研究如何经济、合理地利用软锰矿，特别是解决其还原工艺这一瓶颈性的技术问题，对缓解当前我国锰矿资源紧缺的矛盾、确保锰系产品行业可持续发展，以及西部地区经济的发展都具有十分重要的战略意义。

现行的软锰矿还原工艺技术可分为焙烧法还原和湿法还原两大类：

焙烧法还原是目前处理高品位软锰矿最通行的生产工艺。然而，传统的焙烧法还原其缺点是设备投资较大、耗能高、操作条件差、焙烧过程产生的烟气对环境造成严重污染。

湿法还原包括以下方法：

两矿一步法：将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定的配比，在一定的温度下反应，即可使软锰矿中的高价锰还原生成硫酸锰。两矿一步浸出法在当前已是我国低品位软锰矿生产锰系产品过程中最通行的工艺路线。然而，两矿一步法的缺点是还原率和浸出率较低、渣量大，影响了锰的回收率，尤其在生产电解金属锰过程的工艺控制上，净化过程较难掌握，特别要求软锰矿和黄铁矿的矿源成分稳定，因此，两矿一步法虽然在硫酸锰和普通级电解二氧化锰生产中得到了广泛的应用，但是在生产电解金属锰的过程中，至今尚未得到普遍推广使用。

二氧化硫浸出法：二氧化硫气体通入软锰矿浆内，即可直接进行还原反应生成硫酸锰。然而，虽然SO₂气体直接浸取软锰矿是一种很早就已经存在的成熟工艺，但是因为在该浸取反应过程中有副反应产生连二硫酸(MnS₂O₆)，影响了浸取产物硫酸锰的质量，因而至今在锰制品的生产中仍未得到广泛使用。

硫酸亚铁浸出法：然而，硫酸亚铁浸出软锰矿的浸出液中含铁量较高，如果使用通行的Fe(OH)₃中和沉淀法除铁将产生大量的胶体沉淀，造成过滤困难和锰的吸附损失。

除以上介绍的各种浸出软锰矿的方法以外，还有许多浸出法被研究开发。然而，这些浸出方法大多流程复杂，或生产成本高，或物料腐蚀性强，环境污染严重，不适宜应用于低品位软锰矿的处理。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种流程简单、物料消耗少、生产成本低、处理时间短、锰浸出率高的软锰矿的加压还原浸出方法，该方法能够适用于低品位软锰矿还原，以提高日益贫化的锰矿产资源利用率、降低环境污染。

根据本发明实施例的软锰矿粉的加压还原浸出方法，包括以下步骤：a)将所述软锰矿粉与含硫化铁粉料混合，得到混合粉料；b)将所述混合粉料用硫酸溶液调浆，得到混合料浆；c)将所述混合料浆加入高压釜中；d)向所述高压釜内通入气体并使高压釜内的压力维持在预定的压力值以进行加压酸浸，并在加压酸浸后出料，得到酸浸出混合物；和e)对所述酸浸出混合物进行固液分离，得到硫酸锰溶液，其中，所述软锰矿粉含有13wt％～35wt％的锰。

根据本发明实施例的软锰矿粉的加压还原浸出方法，由于采用加压浸出的方法，可以高速有效地将低品味的软锰矿粉中的锰浸出。此外，该软锰矿粉的加压还原浸出方法具有工艺流程简单，物料价格便宜，生产成本低，处理时间短，对自然环境友好的优点。同时，采用本发明实施例的方法，锰的浸出率高，实现了锰选择性高效溶出，同时将Fe，Si等杂质固化入渣，Mn和Fe等杂质的分离效果良好，为最终实现低品位软锰矿中各种有价元素的清洁高效回收奠定了基础。

另外，根据本发明上述实施例的软锰矿粉的加压还原浸出方法还可以具有如下附加的技术特征：

其中，为了降低成本并提高软锰矿中锰的浸出率，所述步骤a)中，所述含硫化铁粉料为硫铁矿粉，其粒度在100μm以下，所述软锰矿粉与所述硫铁矿粉按1∶0.3～0.5的质量比进行混合。

有利地，所述步骤b)中，所述硫酸溶液的酸度为80g/L～300g/L。

其中，为了进一步提高加压还原的反应速度，在所述步骤c)中，将所述高压釜内的温度控制在100℃～200℃。

有利地，所述步骤d)中，所述气体为氮气、压缩空气、富氧压缩气体及工业纯氧中的一种或多种。