[发明专利]贫锰高铁碳酸锰矿生产电解锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼，进一步是金属锰，具体是利用低品位碳酸锰矿生产电解锰的方法，更具体是利用贫锰高铁碳酸锰矿生产电解锰的方法。

背景技术

我国的电解锰企业绝大多数采用碳酸锰矿石为原料,每生产一吨电解锰需耗8～10吨碳酸锰矿石。经过几十年开采,目前国内20%以上的碳酸锰矿石已经不多见了,普遍是12%～15%的品位,部分地区的使用品位已经低至8%~12%。按照行业的用矿标准,这样的碳酸锰矿石已无开采使用价值。

碳酸锰矿是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解；而利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别，主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应，必须还原为二价锰后才能与硫酸反应制备硫酸锰溶液。目前主要采用两矿法，即是用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。此法最大缺点是产品含硫高，需用蒸汽加热升温。

采用碳酸锰矿石为原料生产电解锰，碳酸锰中的锰离子以二价形态存在，能够溶于稀硫酸中，不用还原，不必采取预处理，可以直接酸浸，节省了设备投资和运营成本。二氧化锰中的锰离子以四价形态存在，四价锰离子氧化物不溶于稀硫酸，要将二氧化锰还原成氧化锰才能溶于稀硫酸，而还原过程需要消耗能量，同时还原设备投资大，生产成本高。氧化锰矿石在中国电解锰企业中应用的主要障碍是固定资产投资额和生产成本。长期以来氧化锰矿还原工艺因设备投资大、工艺复杂、成本高或生产条件恶劣，不能满足环保要求等不能得到推广。

贫锰高铁碳酸锰矿是指含锰为8~12%、含铁10~21%的低品位锰矿，是一种价值更低的锰矿资源，因其含锰品位低使生产成本偏高，而含铁高会使得料液体系成为胶体质化而使过滤困难，且消耗氨水高。

如何变废为宝,充分利用国家资源，开发利用低品位锰矿生产电解金属锰，是电解锰行业必须亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用低品位碳酸锰矿生产电解锰的方法，尤其是利用贫锰高铁碳酸锰矿生产电解锰的方法。

本发明利用贫锰高铁碳酸锰矿生产电解锰的方法，是将贫锰高铁碳酸锰矿与二氧化锰矿混合使用，采用直接浸出法。

浸出剂为硫酸。

所述贫锰高铁碳酸锰矿含锰8~12%，含铁15~21%，所述二氧化锰矿含锰18~25%。

本发明中，贫锰高铁碳酸锰矿与二氧化锰矿的重量比为3/2~2/1。

本发明的方法，包括下述步骤：

（1）矿石破碎；

（2）加入过量硫酸，搅拌反应； 

（3）浸取得到硫酸锰溶液；之后

（4）中和、过滤、净化制备成电解液；

（5）电解液中加入添加剂；

（6）电解槽中电解，制得电解锰。

具体在步骤（1），矿石破碎细度为80~100目。

在步骤（2），硫酸浓度为95%~98%，搅拌反应时间为3~8小时。

在步骤（2），优化的搅拌反应时间为4~5小时。

在步骤（5），添加剂选自：二氧化硒、亚硫酸铵。

本发明的技术方案是碳酸锰矿是直接酸浸制的硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解。

而对于二氧化锰，则由于碳酸锰矿中的铁为二价铁，溶于硫酸后成为硫酸亚铁，在硫酸溶液中浸出二氧化锰矿作为还原剂，使二氧化锰矿中的四价锰还原成硫酸锰，其化学反应式如下：

MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄=MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

可见，由二氧化锰，不通过已有技术的双矿法，直接酸浸也得到了硫酸锰溶液，也可按照碳酸锰酸浸后的同样方法制得电解锰。

因此，本发明解决了二氧化锰矿生产电解锰长期以来存在的还原工艺设备投资大、工艺复杂、成本高、生产条件恶劣、不能满足环保要求等一系列的问题，为利用二氧化锰矿生产电解锰提供了新的途径。

同时，也为贫锰高铁碳酸锰矿的开发利用提供了新的途径，变废为宝，充分了利用国家资源。

本发明中，其他的工序采用常规方法，生产设备与碳酸锰矿制备电解锰工艺相同。