[发明专利]木质素磺酸盐的应用及一种软锰矿的还原浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及木质素磺酸盐的应用及一种软锰矿的还原浸出方法，属于锰冶金技术领域。

背景技术

锰矿是工业产业重要的基础性原料之一，近年来，随着我国钢铁行业的迅速增长，我国锰合金和电解锰行业产量均已居世界第一。但是目前，大量的电解锰产业主要以碳酸锰矿作为原材料，随着电解锰行业的迅猛发展，碳酸锰矿的资源储量与矿石品位日益下降，很大限度的制约了电解锰行业的可持续发展，因此，经济、合理、高效的利用氧化锰矿资源不仅能够减轻锰资源短缺带来的问题，而且能够保证电解锰产业的持续发展。

氧化锰矿湿法还原浸出过程研究的关键技术就是寻找到一种符合工业要求的还原剂，生物质是一种来源广、不含毒性元素、价格低廉的可再生资源，其在酸性条件下能够发生水解生成具有还原性的物质，然后与氧化锰矿中的主要成分MnO₂发生氧化还原反应，达到浸出锰的目的。且浸出过程不需要高温焙烧，反应设备简单，设备投资费用低，且环境污染小，是湿法还原浸出氧化锰矿的高效还原剂之一。目前，对于生物质还原氧化锰矿浸出过程的已经开展了大量的研究工作。Tian Xike等以玉米芯为还原剂在硫酸介质中对低品位二氧化锰矿物进行还原浸出试验，研究发现还原剂用量，浸出温度，硫酸浓度和矿石粒度均对浸出率有影响。当控制反应在最优条件下，锰的浸出率可达到92.8%，此时铁的浸出率为24.6%。（Xike Tian,Xiaoxia Wen,Chao Yang,et al.Reductive leaching of manganese from low-grade manganese dioxide ores using corncob as reductant in sulfuric acid solution[J].Hydrometallurgy,2010,100(3-4):157-160.）粟海峰等在硫酸介质中用甘蔗废糖蜜作为还原剂还原浸出低品位锰矿。当实验条件控制在矿石粒度低于0.147mm，硫酸浓度1.9mol/L，甘蔗废糖蜜浓度60g/L，反应温度90℃，反应时间120min时，锰、铝、铁的浸出率分别为97%，21.5%和32.4%。（Su Hai-feng,Wen Yan-xuan,Wang Fan,et al.Reductive leaching of manganese from low-grade manganese ore in H₂SO₄using cane molasses as reductant[J].Hydrometallurgy,2008,93:136-139.）Hariprasad D.等在硫酸介质中用锯木屑为还原剂还原浸出氧化锰矿，考察了温度、矿浆浓度、矿石粒度和还原剂用量对锰浸出率的影响，结果表明在初始条件为10%矿浆浓度、5%锯木屑用量、5%（体积分数）的硫酸，反应温度为90℃，反应时间为8h，锰的浸出率可达到98%以上（Hariprasad D,Dash B M,Ghosh K,et al.Leaching of Mnaganaese Ores using Sawdust as a Reductant[J].Minerals Engineering,2007,20:1293-1295.）。Cheng等人开发出利用生物质玉米杆为还原剂，火法焙烧和湿法浸出相结合的工艺方法处理低品位氧化锰矿。实验考察了锰矿与玉米杆的质量比、焙烧温度、焙烧时间、矿石粒度、浸出时间、搅拌速率和硫酸浓度几个因素的影响。实验结果表明该工艺的最优条件为：氧化锰矿与玉米质量比10:3，焙烧温度500℃，焙烧时间80min，浸出搅拌速率400r/min，硫酸浓度3mol/L，浸出温度50℃，浸出时间40min，在此条件下锰的浸出率为90.2%（Cheng Zhuo,Zhu Guo-cai,Zhao Yu-na.Study in reduction-roast leaching manganese from low-grade manganese dioxide ores using cornstalk as reductant[J].Hydrometallurgy,2009,96(2):176-179.）。由于生物质资源种类繁多，其组成复杂，来源不稳定，浸出渣中有机质和可溶性锰含量高，浸出液成分复杂，这在一定程度上限制了浸出过程的稳定性并影响了后续电解工艺的效率。

发明内容