硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法
2023-06-12 06:23:06
硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法
【專利摘要】本發明介紹的硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法，是將硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣磨細到粒徑≤180目後加入耐壓、耐硫酸腐蝕的反應釜中，加入pH為1～3的硫酸溶液，然後在密閉條件下通入工業純SO2氣體進行還原浸出。
【專利說明】硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的一種再浸出方法。
【背景技術】
[0002]碳酸錳礦是生產金屬錳、硫酸錳、二氧化錳、硝酸錳等材料的重要原料。溼法工藝是生產上述材料的主要工藝，該工藝中浸出工序是必不可少的工序。在生產金屬錳、硫酸錳、二氧化錳的溼法工藝中，基本上採用硫酸浸出體系。由於碳酸錳礦中含有一定的MnO2,MnO2不溶於硫酸，致使採用硫酸浸出碳酸錳礦時，目標金屬錳的浸出率不高，造成資源浪費。目前硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣產生量和堆存量均很大，廢渣含錳約6%，具有再回收價值。採用溼法工藝對其再利用能依託產生這類廢渣的企業的現有工藝、設施和設備，比較容易實施，浸出工序是溼法工藝必不可少的工序，由此開發浸出率高、浸出速度快、能耗低、能與產生這類廢渣的企業的現有工藝、設施和設備相匹配的硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法具有較大實用價值。
【發明內容】
[0003]針對目前硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再利用問題，本發明的目的是尋找一種浸出率高、浸出速度快、能耗低、能與產生這類廢渣的企業的現有工藝、設施和設備相匹配的硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的再浸出方法，其特徵在於將硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣磨細到粒徑≤180目後加入耐壓、耐硫酸腐蝕的反應釜中。加入pH為I~3的硫酸溶液。然後在密閉條件下通入工業純SO2氣體進行還原浸出。浸出結束後，放出反應釜內的漿料並進行固液分離，得到所需浸出溶液。得到的浸出液用於配製浸出碳酸錳礦的硫酸溶液。浸出渣用水洗滌，洗滌水用於配製硫酸溶液用於廢渣浸出。洗滌後的廢渣送渣場存放。浸出過程的溫度為50°C~80°C，攪拌速度為50 r/min~130 r/min。每kg廢渣的硫酸溶液的加入量為2L~4L。浸出時間為2h~4h。浸出的相對壓力為0.01MPa~0.05MPa。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:廢渣中可浸出元素主要是錳和鐵，基本上分別呈MnO2, Mn (OH) 2和Fe (OH) 3狀態，還原浸出過程主要發生如下化學反應:
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + MnO2 = MnSO4
Mn (OH) 2 + H2SO4 = MnSO4 + H2O
2Fe (OH) 3 + 3H2S04 = Fe2(SO4)3 + 6H20
Fe2 (SO4) 3 + H2SO3 + H2O = 2FeS04 + H2SO4
由於SO2的還原性較強，MnO2的氧化性也較強，兩者很容易發生化學反應，由此實現MnO2較完全浸出。
[0005]雖然加入的硫酸溶液的酸度較低有利於抑制Fe3+進入浸出液，但仍有部分Fe3+進入浸出液。進入浸出液的Fe3+被SO2還原成Fe2+，對後續除鐵(一般採用中和沉澱法)不利。由於廢渣中的錳含量較低，浸出液的Mn2+濃度偏低，浸出液直接進入企業現有的浸出液淨化系統也存在工藝匹配問題。將本方法得到的浸出液用於配製浸出碳酸錳礦所需的硫酸溶液，可以根據企業現有工藝的需要，靈活調整碳酸錳礦浸出液的Mn2+濃度，實現與現有工藝的良好匹配。更為重要的是，本發明得到的浸出液中含有一定數量Fe2+，進入碳酸錳礦浸出系統後，發生如下化學反應:
2FeS04 + MnO2 + 2H2S04 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H20
通過上述反應將原有硫酸浸出碳酸錳礦時，不能浸出的MnO2較完全浸出，不再產生新的高錳含量廢渣。與此同時，Fe2+被氧化成Fe3+，有利於後續的浸出液淨化過程，與現有工藝完全配備。
[0006]本發明的突出優點是:經過上述一系列反應，最終硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣中的Mn基本上完全浸出，減少資源浪費，也不給後續溶液淨化帶來困難；由於SO2很容易與MnO2反應，所以還原浸出過程速度快；過程在密閉條件下進行，避免了 SO2的逸出產生的環境汙染。
[0007]具體實施方法
實施例1:將2000g硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣(含錳6.2%、鐵15.1%、粒徑180目)加入容積為5L的襯鈦壓力反應釜中，加入pH為3的硫酸溶液4L，然後關閉排氣閥，並開啟SO2進氣閥通入SO2,於60~70°C下攪拌(攪拌速度80r/min)浸出2h，反應釜內相對壓力為O-OlMPa0浸出結束後進行液固分離和浸出渣的洗滌。根據洗淨後的浸出渣的化驗分析結果，錳的浸出率為96.2%。
[0008]實施例2:將20kg 硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣(含錳6.2%、鐵15.1%、粒徑180目)加入容積為100L的襯鈦壓力反應釜中，加入pH為I的硫酸溶液80L，然後關閉排氣閥，並開啟SO2進氣閥通入SO2，於50~60°C下攪拌(攪拌速度70r/min)浸出3h。反應釜內相對壓力為0.05MPa。浸出結束後進行液固分離和浸出渣的洗滌。根據洗淨後的浸出渣的化驗分析結果，錳的浸出率為99.3%。
【權利要求】
1.一種硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣的一種再浸出方法，其特徵是將硫酸浸出碳酸錳礦產生的廢渣磨細到粒徑≤180目後加入耐壓、耐硫酸腐蝕的反應釜中，加入pH為I~3的硫酸溶液，然後在密閉條件下通入工業純SO2氣體進行還原浸出，浸出結束後，放出反應釜內的漿料並進行固液分離，得到所需浸出溶液，得到的浸出液用於配製浸出碳酸錳礦的硫酸溶液，浸出渣用水洗滌，洗滌水用於配製硫酸溶液用於廢渣浸出。
2.洗滌後的廢渣送渣場存放，浸出過程的溫度為50°C~80°C，攪拌速度為50r/min~.130 r/min,每kg廢渣的硫酸溶液的加入量為2L~4L，浸出時間為2h~4h，浸出的相對壓力為 0.01MPa ~ 0.05MPa。
【文檔編號】C22B3/06GK103757277SQ201310736430
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月29日 優先權日:2013年12月29日
【發明者】龍炳清, 陳建文, 鄧國海 申請人:四川師範大學