[发明专利]硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法

说明书

技术领域

 本发明涉及硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的一种再浸出方法。

背景技术

碳酸锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于碳酸锰矿中含有一定的MnO₂, MnO₂不溶于硫酸，致使采用硫酸浸出碳酸锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。目前硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣产生量和堆存量均很大，废渣含锰约6%，具有再回收价值。采用湿法工艺对其再利用能依托产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备，比较容易实施，浸出工序是湿法工艺必不可少的工序，由此开发浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法具有较大实用价值。

发明内容

针对目前硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再利用问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法，其特征在于将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径≤180目后和≤180目硫铁矿粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为0.3mol/L～1mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L。硫酸的加入量为将废渣中全部锰浸出的理论量的103%～110%。硫铁矿的加入量为将废渣中全部四价锰还原成二价锰的理论量的105%～120%。浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。浸出时间为2h～4h。得到的浸出液用于配制浸出碳酸锰矿的硫酸溶液。浸出渣用水洗涤，洗涤水用于配制硫酸和硝酸混合溶液用于浸出废渣，洗涤后的废渣送渣场存放。

 本发明的目的是这样实现的：废渣中可浸出元素主要是锰和铁，基本上分别呈MnO₂、Mn(OH)₂和Fe(OH)₃状态，在密闭并有硫铁矿和硝酸存在的条件下，硫酸浸出废渣中的MnO₂时主要发生如下化学反应：

3FeS₂ + 14HNO₃ = 3FeSO₄ + 14NO + 3H₂SO₄ + 4H₂O

       3FeS + 8HNO₃ = 3FeSO₄ + 8NO + 4H₂O

       3MnO₂ + 2NO + 3H₂SO₄ = 3MnSO₄ + 2HNO₃ + 2H₂O

总反应为：

   7MnO₂ + FeS₂ + 6H₂SO₄ = 7MnSO₄ + FeSO₄ + 6H₂O

   4MnO₂ + FeS + 4H₂SO₄ = 4MnSO₄ + FeSO₄ + 4H₂O

此外浸出过程还发生如下化学反应：

   Mn(OH)₂ + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂O

   2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O