[发明专利]一种适用于二氧化硫浸出软锰矿制备硫酸锰电解液的方法

说明书

本发明提出一种适用于二氧化硫浸出软锰矿制备硫酸锰电解液的方法，主要构思是：只采用一部分阳极液与全部工艺软锰矿配浆，与二氧化硫反应后得到高浓度硫酸锰溶液；而另一部分阳极液则经中和、液固分离后得到硫酸锰浓度与原阳极液相同的低浓度硫酸锰溶液；将两部分硫酸锰溶液混合后即可得到硫酸锰浓度达到电解要求的合格电解液。本发明所述方法可提高浸出过程中二氧化硫和软锰矿的利用效率，降低浸出和浸出液除杂工艺的基建成本和运行成本。

技术领域

本发明属于含锰原料的湿法冶金技术领域，具体涉及一种用二氧化硫浸出软锰矿中的锰制备硫酸锰电解液的方法。

背景技术

电解锰是生产不锈钢、高强度低合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的重要合金元素。电解二氧化锰是优良的电池的去极化剂，它与天然放电二氧化锰生产的干电池相比，具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点。目前，电解锰和二氧化锰主要是通过电解硫酸锰溶液的方式获得，因此制备合格的电解液是生产优质电解锰和二氧化锰的重要先决条件。用于电解回收金属锰和二氧化锰的电解液的制备方法，基本工艺完全相同，主要包括锰矿的浸出和浸出液的净化除杂两个阶段。锰矿资源软锰矿中的锰以二氧化锰的形式存在，不能与硫酸直接反应，目前通用的方法是在高温下焙烧，利用还原剂将二氧化锰还原为酸溶的氧化锰，再利用硫酸溶液浸取得到硫酸锰电解液。这种焙烧还原工艺对锰矿石品位有较高要求，当锰矿石含锰量大于40％，该技术具有一定优势，但是中国软锰矿的平均品位仅为22％，采用还原焙烧-酸浸工艺存在还原效率低、杂质浸出率大及设备投资较大、耗能高等问题，因而未能广泛应用。二氧化硫液相还原浸出软锰矿是近年来发展起来的一种软锰矿高效浸出技术。该技术具有适应范围广、反应条件温和、反应速率快、锰浸出率高及杂质浸出少等优点。

利用二氧化硫浸出软锰矿制备电解锰或二氧化锰的电解液过程中，软锰矿浆的固液比(软锰矿与用于配浆的阳极液)是重要的参数，固液比的不同将会对浸出过程及净化除杂过程产生影响。其中对浸出过程的影响：二氧化硫吸收效率与锰浸出率随固液比的增加而增大，低固液比不利于二氧化硫的吸收和软锰矿的浸出；在软锰矿总量和反应时间一定的情况下，固液比的增加能减小矿浆的体积，减小反应器的体积和浆输送设备的动力消耗，进而降低浸出阶段的基建成本和运行成本；二氧化硫浸出软锰矿为放热反应，在二氧化硫和软锰矿总量一定的情况下，反应释放的热量基本相同，固液比的增加能减小矿浆的体积，升高反应温度，促进软锰矿的浸出。

对净化除杂过程的影响。在净化杂阶段，不论采用的除杂工艺如何，杂质的去除效率与除杂剂的投加量密切相关。在杂质含量较高的条件下，杂质去除率随除杂剂的投加量基本呈线性增加。但要将杂质含量降到电解锰和二氧化锰工艺要求的1mg/L以下，则要求除杂剂的含量大大过量，即除杂剂的量往往要达到理论投加量的数倍甚至数十倍。配浆时的固液比越低，产生的浸出液体积越大，净化阶段除杂剂的投加量就越大。

目前关于二氧化硫浸出软锰矿制备电解锰的方法中，如ZL201210102916.9公开的“二氧化硫浸出氧化锰制取电解锰/电解二氧化锰的方法”、ZL201210117146.5公开的“硫钙循环浸取氧化锰制备电解锰/电解二氧化锰的方法”，所采用的电解液制备方式均是将全部的阳极液按照“电解液中锰离子浓度为35～60g/L”的条件配浆。以锰含量为25％的软锰矿为例，当生产电解锰时，阳极液中锰含量为15～20g/L，电解新液中锰含量为35～40g/L，则电解液制备阶段需要产生的锰含量为20～25g/L，固液比(kg:L)大约为1:10，如此低的固液比不但不利于锰矿的浸出，还会增加浸锰反应器的体积和矿浆输送的动力消耗，增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新的适用于二氧化硫浸出软锰矿制备硫酸锰电解液制备方法，以提高浸出过程中二氧化硫和软锰矿的利用效率，降低浸出和浸出液除杂工艺的基建成本和运行成本。