[发明专利]常温常压还原浸出低品位氧化锰制备硫酸锰溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在常温常压下还原浸出低品位氧化锰制备硫酸锰溶液的方法。

背景技术

电解金属锰用途广泛，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，也是制造四氧化三锰的主体材料，还是医药化工用锰盐生产中不可缺少的原料；新开发的减振合金也需用电解金属锰。在国外钢铁工业中，电解金属锰也用来做脱氧剂和脱硫剂。

自然界中锰的重要矿物是碳酸锰矿（MnCO₃，又称菱锰矿）和氧化锰矿(MnO₂，又称软锰矿)。我国锰矿资源的基本特点是“贫、薄、杂、细”,全国锰矿石品位平均只有21.4％。含锰大于30％的氧化锰矿和含锰大于20％的碳酸锰矿石资源储量已非常稀少,保有量不到2000万吨，总资源保有量小于五亿吨。中国现有锰矿山700余家，绝大多数是小型矿山。历年来，80％以上锰矿产量来自中小矿山，产量超过10万吨仅25家。

目前国内电解锰行业产能约250万吨/年，需求量仅130万吨/年左右。到目前为止，电解金属锰生产的主要原材料为碳酸锰矿。但经过多年的开采，我国电解金属锰主产区的碳酸锰矿资源已面临枯竭。面对日益紧缺的锰矿资源，中国电解锰工业将逐步进入碳酸锰矿和氧化锰矿两种资源共同利用的阶段。充分利用储量丰富的低品位氧化锰矿，对锰矿行业的可持续发展具有十分重要的意义。

近年来氧化锰还原主要采用火法还原和湿法还原：

火法还原的方式有回转窑加热还原焙烧、微波加热还原焙烧、沸腾炉还原焙烧和多管式竖炉还原法，回转窑加热法将加热和还原分开，还原效果还可以，但产品易结块，还原率不稳定，还原炉热损大，能耗过高；微波加热因核心部件磁控管使用寿命短，运行不稳定，成本高，尚难以推广；沸腾炉还原焙烧因加热和还原不能分开，难以掌控；多管式竖炉还原法使用了多管式竖炉还原焙烧氧化锰矿，用煤气加热，加热和还原分开，机械自动控制进出料，不足之处是还原成本较高，特别是焙烧碳还原低品位氧化锰矿经济上更不合算。

湿法还原的研究也已取得了不少成果。例如：已有少数电解锰生产企业采用了硫铁矿与软锰矿外加热还原浸出的方法，即所谓的两矿一步法生产电解锰。主要做法是用硫铁矿和氧化锰矿通过外加热，用蒸气将化合槽温度上升至95℃左右，使硫铁矿、氧化锰矿在酸性条件下发生氧化还原反应制备硫酸锰溶液。这种生产工艺一般需要有一个燃煤锅炉，增加了建设和运行成本，还产生烟气、粉尘等污染。此外，在生产实践中，该工艺在后期溶液处理中出现不少问题，直接影响了产品质量。

申请号为201010195565.1的中国专利申请公开了“一种铁粉还原浸出软锰的工艺”，用铁粉还原浸出软锰矿制备硫酸锰溶液，说明书所提供的实施例要求反应温度为70℃以上，这样的反应温度只有加热才能达到，该工艺锰的浸出率较高，但铁粉用量大，因铁粉价高且来源受限制，生产成本高，难于产业化。

申请号为200710111714.X的专利申请公开了“一种二氧化硫浸出软锰矿的工艺流程”，用软锰矿吸收工厂尾气中的二氧化硫浸出工艺流程，但该工艺所利用工业尾气二氧化硫含量不稳定，且设备复杂，操作不便，难于规模化生产。

专利号为200610122400.5的中国专利公开了一种“一种软锰矿浸出工艺”，用甘蔗糖蜜酒精废液作还原剂浸取氧化锰矿以制备硫酸锰溶液，该工艺应用废甘蔗糖蜜酒精废液，变废为宝，具有环保和经济的价值。但锰的回收率较低，且生产过程中溶液对阳极板的腐蚀问题尚未解决，无法推广使用。

申请号为201210123862.4的“一种以软锰矿为原料湿法还原浸出生产电解锰的方法”，提供了一种以软锰矿为原料，以二氧化硫为还原剂，配合部分矿渣，湿法还原浸出生产电解锰的方法，但该工艺仍是以传统的外加热方式，反应温度为85℃,需要投资建设一个热源来保证还原反应。

上述后四种技术均为在实验室试验的试验成果，没有经历连续的、大规模的生产的检验，其工艺参数在大规模生产条件下是否可行均无法得到验证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无需外加热、在常温常压还原浸出低品位氧化锰制备硫酸锰溶液的方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明的生产工艺步骤如下：

1、以硫铁矿、氧化锰矿和硫酸为制备硫酸锰溶液的主要原料；将硫铁矿粉碎至120目，过筛率90％以上；氧化锰矿粉碎至100目，过筛率90％以上；