[发明专利]一种基于菱锰矿浸出-净化的绿色冶炼方法

说明书

本发明属于锰冶金领域，具体公开了一种基于菱锰矿浸出‑净化的绿色冶炼方法,该方法采用两段反向加料逆流浸出工艺，即一段浸出以菱锰矿料浆为底液，将阳极液、硫酸溶液、或酸性浸出液加入其中，控制终点pH≥4.5，即可获得低杂质的锰浸出液；二段以一段浸出渣为原料，将阳极液或硫酸溶液加入其中，控制终点pH≤1.5，从而彻底提取一段浸出渣中的锰，获得低锰含量的二段浸出渣和酸性浸出液，将酸性浸出液返回一段浸出使用，二段浸出渣经洗涤后送渣场堆存或作为矿山填充材料；通过这一浸出工艺，不仅可实现杂质的分离，还可充分利用锰资源，降低酸、碱耗量。本发明具有工艺简单、成本低、锰回收率高、辅料消耗低等优点，具有良好的产业化应用前景。

技术领域

本发明属于锰冶金领域，具体涉及一种基于菱锰矿浸出-净化的绿色冶炼方法。

背景技术

锰是一种重要的金属元素，广泛用于黑色金属、有色金属、航空航天、电子技术、新能源材料、化工、农业等领域。由于锰可有效提高钢材强度，消除S、O对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能和冷脆效应，这使得全球90%左右的锰用于钢铁工业。此外，随着新能源产业的迅速崛起，锰在新材料领域的用量迅速增加，可以预见未来全球锰消费将保持旺盛的需求。与此同时，尽管我国锰资源较为丰富，但富矿少、贫矿多的资源禀赋，使得我国锰产业面临较大生存压力。因而，通过冶炼技术的强化，实现资源的深度利用，提升我国锰冶炼技术竞争力，对我国锰产业的可持续发展具有重要的意义。

目前，菱锰矿主要采用硫酸浸出-中和除杂-硫化除杂-氧化除杂的工艺进行电解锰或硫酸锰的生产，这一工艺技术简单、工艺成熟，但存在流程长、锰回收率低的问题。常规浸出工艺是以阳极液或硫酸溶液浸出菱锰矿中的锰，为了避免杂质大量浸出，其浸出终点pH需控制在3左右，但这也使得锰浸出效果受到限制，导致渣含锰高达6%左右。此外，在常规浸出时，尽管在pH为3时，可以脱除部分溶液中的铁、铝、硅杂质，但净化深度仍然不够，因而需要二次除杂；二次除杂通常以氨水为中和剂，将浸出液pH调整至5以上，使得铁、铝、硅进一步被脱除。二次除杂可以获得质量较高的浸出液，但需要投入药剂，成本较高。因此，现有菱锰矿的浸出和净化流程较长，锰损失较大，加上药剂消耗量大，这使得传统锰冶炼工艺的技术经济指标不高，业界迫切需要开发绿色高效的锰冶炼生产技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫酸锰浸出液的绿色提取方法，以提高锰冶炼工艺的技术经济指标。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于菱锰矿浸出-净化的绿色冶炼方法，包括以下步骤：

步骤一：

将以菱锰矿粉末混入水中作为底液，加入菱锰矿粉末质量0.05%～0.5%的晶种，然后将pH不高于1.5，且不低于1.0的一段浸出剂加入其中，控制浸出终点pH≥4.5，使得浸出中的铁、铝、硅被沉淀脱除；

步骤二：将溶液进行固液分离，从而获得一段浸出液和一段浸出渣；

步骤三：以步骤二中的一段浸出渣为原料，加入菱锰矿粉末质量0.05%～0.5%的晶种，然后将二段浸出剂加入其中，控制终点pH≤1.5，使得一段浸出渣中的锰被完全浸出；

步骤四：将溶液进行固液分离，从而获得低锰含量的二段浸出渣和杂质含量较高的酸性浸出液；

步骤五：将一段浸出液净化电解，获得产品。

本方案的原理在于：

通过大量实验验证，我们发现，菱锰矿中含锰物相（碳酸锰）和铁、铝、硅等杂质相的溶解性存在较大的差异，可以通过控制溶解的方法来分离锰与铁、铝、硅等杂质相，但是由于部分锰以夹杂、包裹等形态存在，这使得这部分锰的浸出需要较高的浸出酸度，而高酸浸出液使得铁、铝、硅的浸出率增加，导致浸出液杂质含量过高，净化难度加大。