[发明专利]铁合金锰尘灰湿法分离利用方法

说明书

技术领域

    本发明属冶金技术领域，具体地说是铁合金锰尘灰湿法分离利用方法。

背景技术

锰矿是工业产业重要的基础性大宗原料矿产。锰是钢最基本的元素，是对钢及其钢材性能产生重要影响的合金化元素，所有钢种及其钢材都含锰。锰多以化合物形式广泛分布于自然界，几乎各种矿石及硅酸盐的岩石中均含有锰矿物。锰矿石初级产品包括冶金用锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用氧化锰矿粉等。冶金工业是锰矿石的最大

用户，主要用途是炼铁和炼钢的脱氧剂和脱硫剂，以及制造合金，世界上锰矿石总产量的90%以上用于生产锰系铁合金。我国是生产锰系铁合金和金属锰的大国，锰系铁合金产量为445万吨以上。锰代镍生产不锈钢工艺突破后，电解金属锰的需求量猛增，电解金属锰的产量为60万吨。每年冶金用锰矿石在1000万吨以上。电池工业用锰约为总量的3%，化学工业（二氧化锰矿粉作氧化剂和制造二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾、碳酸锰、硝酸锰、氯化锰等）用量约占总量的2%；5%左右的锰矿资源用于其他工业，如轻工业（火柴、印漆、制皂）、建材工业（玻璃、陶瓷和搪瓷的着色剂和褪色剂）、电子工业（磁性材料），环境保护（吸附剂）、农牧业（复合肥料、复合饲料）和国防工业等。

全球可供开发且有商业价值的锰矿储量约9-10亿吨，全球锰金属分布明显不均衡，南非和乌克兰是世界上拥有锰矿资源总量最多的两个国家，南非锰矿资源约占世界锰矿资源的71.8%，乌克兰占11.9%，其中世界基础储量排名前四位的国家占世界总储量基础的92.88%。

中国锰资源地理分布不平衡，矿床规模小，开采条件差，难以充分利用现代化工业技术进行开采，80%以上锰矿产量来自地方中小矿山及民采矿山，产量很难大幅度提高。同时，贫矿多、富锰矿少，矿石品位低、含杂质高、粒度细、技术加工性能差，不能满足国内生产锰系铁合金的需要。而且，现有锰矿储量保证年限仅为12年。

目前，国外有十多个国家在生产锰矿石，其中，南非、澳大利亚和加蓬生产的主要是高品位锰矿石，矿石中锰的品位一般在44-52%；国际锰矿市场经常处于供不应求状态，基本上是一个卖方市场，锰矿资源丰富的国家几乎垄断了锰矿的定价权。

作为世界上最大的锰系铁合金生产国，目前中国锰质合金产量745万吨（不包括电解金属锰）。中国锰矿石类型繁多，物质组分复杂，品位偏低，杂质含量高，不同类型和含杂各异的锰矿石其工业用途及消费领 域大不相同或各有侧重，因此，我国每年必须进口数百万吨优质富锰矿：一是满足我国高牌号锰系铁合金，尤其是中低碳锰铁生产的需要；二是进口矿与国内矿搭配使用，以合理充分利用国内贫氧化锰矿和贫碳酸锰矿资源，综合高矿价，降低原料成本；三是调节入炉料技术要求指标值，达到强化冶炼、增产降耗、改善指标、经济合理生产各种牌号锰质合金。

国家发展和改革委员会  《关于印发“十二五”资源综合利用指导意见和大宗固体废物综合利用实施方案的通知》（发改环资[2011]2919号）对“大宗工业固体废物”定义为：指我国各工业领域在生产活动中年产生量在1,000万吨以上、对环境和安全影响较大的固体废物，主要包括：尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥和电石渣。

铁合金锰尘灰也称锰铁冶炼烟尘灰，是电炉法高温还原生产锰铁合金时产生的烟尘经收尘得到的工业粉状废渣，主要含有铁、锰、锌、钾等元素，是一种很好的二次资源。但由于其含Mn、Zn 量较低，使其回收利用较为困难，目前工业上主要是将该烟尘灰与细粒锰精矿混合烧结，返回生产系统循环利用，但该法烟尘损失大，且在返回利用时会影响锰铁合金冶炼的正常炉况。

铁合金锰尘灰含锰17-30%，含钾 5-20%，二氧化硅20-50 %，碳 1-5%，另外，还含有锂、铟、镓、锗、锌、铅等。

锰除尘灰是一座锰矿山 根据国家黑色冶金行业标准《冶金用锰矿石》（YB/T319-2005），锰除尘灰锰含量达到B类，部分达到A类。

除尘灰作为烧结料重新投入高炉,但是这些烧结料又因富含碱金属（钾、钠）等原因,给高炉生产带来了很大难题。回用使碱金属严重腐蚀设备。

文献《从锰除尘灰中浸出锰的实验研究》（《中国锰业》2011年第2期）介绍了锰系合金冶炼烟尘灰湿法浸出的原理及工艺条件。在一定的工艺条件下,以硫铁矿作为还原剂,用硫酸直接浸出Mn含量为28.95%的锰系合金冶炼烟尘灰,浸出率达93.22%。

文献《从锰除尘灰中湿法回收锰》（《湿法冶金》2003年第1期）对含有复杂锰物相的锰系铁合金电炉环保除尘灰采用湿法提锰,可回收其中85%以上的锰。