MnCO_3_MnO浸取硫酸锰溶液的试验.pdf

收稿日期 2007-06-28 作者简介吴继相1981- ,男壮族 , 广西合山市人,助理工程师,广西大新县大新锰矿金属锰总厂厂长助理,电话 0771-3783069,手机13507866253,E-mailwutao-97691631com1 MnCO3MnO浸取硫酸锰溶液的试验 吴继相,刘栋柱,黄炳合 中信大锰矿业有限责任公司 大新分公司,广西 大新 532315 摘 要采用单一MnCO3矿粉与浓H2SO4浸取工艺制取电解液,存在着MnCO3矿粉浸出所需时间 长、 浸出余酸高、 中和氨耗多等问题,针对这些问题,为提高资源利用率,经分析实验,采用部分 MnO粉配比MnCO3矿粉一起浸取电解液,效果较好,文章对该实验过程进行了分析。 关键词MnO粉的制取;浸取硫酸锰溶液;试验;分析 中图分类号TF1;TF111131 文献标识码A 文章编号1002-4336200704-0034-02 目前,广西大新一带生产电解金属锰普遍采用 单一MnCO3矿粉与浓H2SO4浸取工艺制取电解 液,但此工艺存在着MnCO3矿粉浸出所需时间长、 浸出余酸高、 中和氨耗多等问题。若要将余酸控制 比较低时,MnCO3矿粉的浸出率偏低,反之要提高 MnCO3矿粉浸出率余酸又比较高,针对这一问题, 为提高资源利用率,经分析实验,采用部分MnO粉 配比MnCO3矿粉一起浸取电解液,收到的效果甚 好,笔者将实验结果与单一MnCO3矿粉浸取电解 液进行了比较。 1 MnO粉的制取 MnO粉是由软锰矿粉与还原煤粉按一定配比 经回转高温 950 ℃炉还原而生成的,而且转化率 达到90～93,表1是软锰矿粉和MnO粉主要 成分。 表1 软锰矿粉和MnO粉主要成分 项目TMnMn4 Mn2 PSCFeCaOMgO 软锰矿粉30112281180190011501160117510921720193 MnO粉29102219525118010901235126611521231101 软锰矿粉经高温还原后可以达到①分解矿 石;②活化矿石,目的在于改变矿石结构,使其易于 分解;③脱除杂质;④晶型转化使其改变晶型,改 善其使用性质;⑤MnO粉中的Mn2含量比Mn2 CO3矿矿粉含量要高得很多,利于降低浸出终点时 的余酸。 2 实验部分 211 原 料 我们模拟实际生产工艺进行实验,取相同品位 的MnCO3矿粉和阳极液作为实验的主要材料, MnO粉作为辅助材料。 1 MnCO3粉、MnO粉主成分含量见表2。 表2 MnCO3粉、MnO粉主成分含量 项目TMnMn4 Mn2 FeCaOMgO MnCO3粉20150016717132518851581149 MnO粉29102219525118611521231101 2浓H2SO4工业硫酸98。 3阳极液Mn 2 14113 g/L;H 40120 g/L。 212 实 验 实验A用单一MnCO3矿粉与浓H2SO4按矿 酸比为1∶0150浸出制取电解液,反应式 MnCO3H2SO4→MnSO4H2OCO 2↑ 在实验中,先将一定量的阳极液和浓H2SO4加 入化合槽中,根据所加的酸计算出需要投MnCO3 第25卷第4期 2007年11月 中 国 锰 业 CHINA′SMANGANESEINDUSTRY Vo1125№4 November2007 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 矿粉量,将溶液搅拌均匀后开始投MnCO3矿粉,投 完MnCO3矿粉液固比为8∶1,随着反应的进行分时 间段取浸出液化验分析浸出率、 余酸、 渣锰。实验结 果见表3。 表3 单一MnCO3矿粉实验结果 反应时间 /min Mn2 / gL -1 H2SO4 / gL -1 Mn2 浸出 / 渣锰 / 303518210177701988124 60371218131791956107 90381825138851534163 120391354126871364125 150391703152881583186 180401123111901003151 实验BMnCO 3矿 粉 和MnO粉 分 时 段 与 H2SO4反应,综合矿酸1∶0150,先加入MnCO3矿粉 的浸出,当MnCO3矿粉与浓H2SO4反应一段时间 后投加MnO粉,反应式 MnCO3H2SO4→MnSO4H 2OCO2↑ MnOH 2SO4→MnSO4H2O 在实验中,先将一定量的阳极液和浓H2SO4加 入化合槽中,计算需投总矿粉量,按一定配比,然后 折算出MnCO3矿粉和MnO粉各需投的量。首先 将溶液搅拌均匀,先投完MnCO3与硫酸反应一定 时间后,再投MnO后,液固比为8∶1。随着反应的 进行分时间段取浸出液化验分析浸出率、 余酸、 渣 锰。实验结果见表4。 表4 MnCO3粉MnO粉实验结果 反应时间 /min Mn2 / gL -1 H2SO4 / gL -1 Mn2 浸出 / 渣锰 / 303516714115861354133 603517413154891123184 803615811159921582196 90391862167881884126 120391971158891264111 150401111143891743183 180401281107901333149 3 实验分析 通过实验A可以知道随着反应的进行,Mn 2 浓度、Mn2浸出率逐步升高,将反应延续至180min 时,虽然Mn2、Mn2浸出率达到预期值,可余酸、 渣锰还很高,将增加中和氨耗和矿粉跑尾的浪费;整 个浸出的时间过长对实际生产的下个工序造成影 响,所以我们有针对性的投加MnO粉来改善实验 的工艺缺陷。 为此在实验A得到的结论启示下,在反应80 min时投加MnO粉,通过实验B得到的数据知道 80min时MnCO3矿粉在高酸条件下浸出率达到 92158;渣锰也很低,只有2196,MnCO 3矿粉反 应比较完全;而且此时余酸还可以保持在11159 g/L,这样有利于MnCO3矿粉完全浸出。在这样的 条件下投进MnO粉可以使反应物浓度单位体积内 活化分子数增多,增加了单位时间内反应物分子间 的有效碰撞频率,导致反应速率加快;通过高温还原 焙烧后的MnO2、δ-Al 2O3具有很强的催化和吸附 性能,可使特定的反应循阻力较小的途径进行,降低 所需的活化能,从而使反应加速,缩短了整个浸出时 间,为下个工序赢得有利时间。浸出液中的金属杂 质Mn也在低酸的条件下更容易被MnO粉中的 Mn4氧化成高价态,利于下个工序的水解除杂,从 而减少除杂所用的化工锰粉,大大降低了生产成本。 4 结 论 通过分别做单一MnCO3矿粉和浓H2SO4、 MnO粉配比MnCO3矿粉和浓H2SO4实验可以得 到以下结论 1提高MnCO3矿粉的浸出率,缩短MnCO3 矿粉浸出时间。 2降低浸出终点余酸、 渣锰跑尾损失。 3可减少氧化除Fe所用化工锰粉的量以及 中和耗氨量。 参考文献 [1] 徐肇锡 1 无机盐工业手册第二版下册 [M]1 北京化学工业 出版社,19991 [2] 史启祯 1 无机化学与化学分析[M]1 北京高等教育出版社, 19981 [3] 谭柱中,梅光贵,李维健,等 1 锰冶金学[M]1 长沙中南大学 出版社,20041 下转第40页 53第4期吴继相等MnCO3MnO浸取硫酸锰溶液的试验 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表1 样品分析值 编号 名 称 MnMnOMnCO3Mn3 Mn4 MnSiO3 误差回收率 1号391721718315100017321823134 1号样2号391721718815101017021813132小于013接近100 3号391721718514199017321823133 1号431412413216121018801371160 2号样2号431412412216121019201401170小于013接近100 3号431412413016100019201391180 1号441612312516114019221311199 3号样2号441612312016112019521312102小于013接近100 3号441612312416114019221302101 4 结 论 物相分析中所选用的溶剂通常不是特效的,即 其选择性并不很高,几乎很难找到这样的溶剂,使一 种化合物完全溶解,而同种元素的另一种化合物或 另一些化合物实际上不起作用。正因为如此,元素 的各种形式化合物的分离并不理想,反映在测定结 果的准确度上一般不很高。实际上,同一元素所形 成的若干化合物,其性质往往较为相近,以致要选择 一种高选择性溶剂事实上不可能。如果同种被测形 式的元素进入溶剂的量不低于90,而另一种同种 元素进入溶液的量不高于10,那么,这种溶剂便 可作为物相分析的选择性溶剂。 物相分析中基准问题至今没有得到很好解决,物 相分析误差问题也没有明确规定。一般各相分析结 果误差的总和不应超过该元素含量的10～20。 笔者所推荐的锰矿石中锰的物相分析经多次试 验,满足了上述要求,目前已在大新锰矿得到推广。 参考文献 [1] 乐俊时 1 冶金工业分析[M]1 北京冶金工业出版社,19981 [2] 梅健,李顺平,王晓兵 1 通用化工产品分析方法手册[M]1 北 京化学工业出版社,19981 AnAnal ysisoftheManganeseFaciesinManganeseOre XUJin2jing,LONGHai2ping CITICDamen g Minin g Industries LimitedDaxinMinin g Branch , Daxin , Guan gxi 532315 , China Abstract Theman ganesefaciesanal ysisbasesonthepropert y,whichismanganese’ssolubilit yvariousl yindif2 ferentsolutions,usestheseparationstomensurerespectively1Itisanimportanttoiucubratethecomposi2 tionofvaluablemineral1 Keywordsmanganeseore;selectivesolvent;manganesefaciesanal ysis 上接第35页 AnEx perimentofMakin gMnSO4bySoakin gMnCO3 MnO WUJi2xiang,LIUDong2zhu,HUANGBing2he CITICDamen g Minin g Industries LimitedDaxinMinin g Branch , Daxin , Guan gxi 532315 , China Abstract Therearenumerousdisadvantagesofmakingelectrol yticb y pureMnCO 3andconcentratedsul phuric acid1Forexam ple,IttakesalongtimetomakeMnCO 3powderandthereistoomuchremainin gacidandexces2 siveassum ptionofintegralammonia1Inordertosolvetheproblemandmakebetteruseofresources,wecanmake electrolyticb ysoakin gMnO powderwithMnCO 3powderinri ght proportion1Experimentshaveshowntheeffect isbetter1Thisarticlemakesananalysisoftheprocessoftheexperiment1 KeywordsMakingMnO;makingMnSO4;Experiment;Anal ysis 04中 国 锰 业第25卷 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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