[发明专利]一种从低品位菱锰矿浸出液制备红磷锰矿型磷酸锰的方法

说明书

本发明公开了一种以低品位菱锰矿浸出液制备红磷锰矿型磷酸锰的方法。红磷锰矿是一类锰的磷酸盐，具有硬度高，热稳定性和抗磨性好的特点，作为一种高性能防腐剂被广泛应用。而低品位菱锰矿浸出液杂质含量较高，除杂技术难度高，高纯产品生产工艺复杂。本发明从低品位菱锰矿浸出液制备高纯红磷锰矿型磷酸锰的方法主要包括：用氢氧化钡调节低品位菱锰矿浸出液的pH值，过滤去除沉淀物，得到初级净化硫酸锰溶液；再向初级净化硫酸锰溶液中加入磷酸二氢铵，控制溶液的pH值以及反应温度和时间，反复洗涤沉淀物，得到高纯红磷锰矿产物。本发明工艺流程短、操作简单、容易控制，易于批量生产，制备的产物为高纯棱柱状红磷锰矿型磷酸锰。本发明为低品位菱锰矿的短流程开发应用以及高纯红磷锰矿型磷酸锰的制备提供了新途径。

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，特别提供了一种从低品位菱锰矿浸出液制备红磷锰矿型磷酸锰的方法。

背景技术

红磷锰矿是一类锰的磷酸盐，化学式为[Mn₅(HPO₄)₂(PO₄)₂(H₂O)]，具有硬度高，热稳定性和抗磨性好的特点，作为一种高性能防腐剂被广泛应用。红磷锰矿不仅存在于岩石中，也存在于土壤中，与热液环境相比，其表面环境条件更为温和，而矿物形成条件也更为复杂。因此，模拟表生环境中红磷锰矿的形成亦引起了人们的广泛兴趣。De Amorim H S等（De Amorim H S, Amaral M R Do Jr, Moreira L, et al. Journal of MaterialsScience Letters, 1996, 15: 1895-1897）采用MnCl₂与H₃PO₄混合，调节溶液的pH值后在180℃热液反应五天生成红磷锰矿，高温高压热液合成红磷锰矿型磷酸盐须在高压反应釜中进行，单次合成样品量小，且对设备要求高、能耗大。邱国红等（邱国红，殷辉，等. 一种锰磷酸盐材料的制备方法：中国，101891177A[P]. 2010-7-5）将30 mmolMn(H₂PO₄)₂溶液在40~100℃常压回流下反应生成非均一棱柱状红磷锰矿，反应产物会根据反应温度和添加剂(NaClO)的改变而改变，不能得到纯净均一棱柱状的红磷锰矿，常为多种锰盐的混合物，且实验操作步骤繁琐，不能达到广泛的应用要求。总之，低品位菱锰矿的硫酸浸出液杂质含量较高，除杂技术难度高，因此一般情况下应用低品位菱锰矿制备高纯产品的工艺流程更复杂、开发应用价值低。

发明内容

本发明的目的是提出以低品位菱锰矿制备高纯红磷锰矿型磷酸锰的一种短流程低能耗的方法，其工艺成本低，且产品为高纯棱柱状红磷锰矿型磷酸锰，不仅为红磷锰矿型磷酸锰的制备提出新方法，而且为低品位菱锰矿的短流程开发应用提供新途径。基于化学耦合一体化工艺设计思路，从杂质含量较高的低品位菱锰矿浸出液制备高纯红磷锰矿型磷酸锰，以解决传统高纯锰制品以电解产品为原料所造成的高能耗、高污染和工艺复杂、流程长的问题，实现低品位锰资源短流程、高效率、低投入、且不使用有毒易污染的药剂、环境友好的生产高纯锰制品的技术创新。

一种从低品位菱锰矿浸出液制备高纯红磷锰矿型磷酸锰的方法，以品位≤14%的菱锰矿的硫酸浸出液作为原料，采用氢氧化钡作为pH调节剂，磷酸二氢铵为沉淀剂。方法主要包括以下两步：第一步是用氢氧化钡调节硫酸浸出液的pH值，控制溶液的pH值稳定在3.0~4.0，充分搅拌，过滤去除沉淀物，得到初级净化硫酸锰溶液；第二步，调整初级净化硫酸锰溶液的浓度为60~100g/L，再向其中加入磷酸二氢铵，控制溶液的pH值在4.0~4.5，温度范围为75~95℃，充分搅拌反应1~12个小时后，过滤并反复洗涤沉淀物，得到红磷锰矿型磷酸锰产物。

所述氢氧化钡为含量≥98%并过100~120目筛的八水合氢氧化钡固体粉末。所述磷酸二氢铵是浓度为10~20g/L磷酸二氢铵溶液。