[发明专利]软锰矿的浸出方法

说明书

技术领域

 本发明涉及软锰矿的一种浸出方法。

背景技术

软锰矿是生产金属锰、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。由于软锰矿中的 MnO₂不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO₂转化为MnO才能用硫酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使硫酸浸出还原焙烧的软锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。虽然在浸出体系中加入FeS₂等还原剂可用硫酸直接浸出软锰矿，但浸出速度慢，浸出温度高，浸出率较低。开发浸出率高、浸出速度快软锰矿的直接浸出方法具有较大实用价值。

发明内容

针对目前软锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低的软锰矿直接浸出方法，其特征在于将≤180目软锰矿粉和不含苯环物质的高浓度有机废水加入耐压、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。浸出一段时间后，放出反应废气，再在密闭条件下通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。氧化结束后，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1mol/L～4mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L。用于浸出的高浓度有机废水中的COD_Cr浓度≥30000mg/L。硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%～110%。高浓度有机废水的加入量以每公斤MnO₂加入COD_Cr0.185公斤～0.200公斤计算加入。整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。浸出时间为1h～2h。通入O₂的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。

   本发明的目的是这样实现的：在密闭并有高浓度有机废水和硝酸存在的条件下，硫酸浸出软锰矿的氧化还原反应可用下面通式表示：

     3(C-H_xO_y)_m + 4mHNO₃ = 4mNO + 3mCO₂ + zH₂O

3MnO₂ + 2NO + 6H⁺ = 3Mn²⁺ + 2HNO₃ + 2H₂O

总反应为：

 (C-H_xO_y)_m + 2mMnO₂ + 2mH⁺ = 2mMn²⁺ + mCO₂ + zH₂O

类似的Fe₂O₃浸出的总反应为：

(C-H_xO_y)_m + 2mFe₂O₃ + 4mH⁺ = 4mFe²⁺ + mCO₂ + qH₂O

    在氧化阶段，主要发生Fe²⁺的氧化反应：

   4FeSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

   Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O = Fe₂O₃ + 3H₂SO₄