硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹的硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再浸出方法，是將硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣磨細(xì)到粒徑≤180目后和≤1.5mm象草粉一并加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出。
【專利說明】硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的一種再浸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸錳礦是生產(chǎn)金屬錳、硫酸錳、二氧化錳、硝酸錳等材料的重要原料。濕法工藝是生產(chǎn)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(chǎn)金屬錳、硫酸錳、二氧化錳的濕法工藝中，基本上采用硫酸浸出體系。由于碳酸錳礦中含有一定的MnO2,MnO2不溶于硫酸，致使采用硫酸浸出碳酸錳礦時(shí)，目標(biāo)金屬錳的浸出率不高，造成資源浪費(fèi)。目前硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣產(chǎn)生量和堆存量均很大，廢渣含錳約6%，具有再回收價(jià)值。采用濕法工藝對其再利用能依托產(chǎn)生這類廢渣的企業(yè)的現(xiàn)有工藝、設(shè)施和設(shè)備，比較容易實(shí)施，浸出工序是濕法工藝必不可少的工序，由此開發(fā)浸出率高、浸出速度快、能耗低、能與產(chǎn)生這類廢渣的企業(yè)的現(xiàn)有工藝、設(shè)施和設(shè)備相匹配的硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再浸出方法具有較大實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對目前硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再利用問題，本發(fā)明的目的是尋找一種浸出率高、浸出速度快、能耗低、能與產(chǎn)生這類廢渣的企業(yè)的現(xiàn)有工藝、設(shè)施和設(shè)備相匹配的硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的再浸出方法，其特征在于將硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣磨細(xì)到粒徑≤180目后和≤1.5mm象草粉一并加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中。加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出。浸出結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的漿料進(jìn)行固液分離，得到所需浸出溶液。得到的浸出溶液用于配制浸出碳酸錳礦的溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始濃度為0.5mol/L~lmol/L，硝酸的初始濃度為2g/L~10g/L。硫酸的加入量為將廢渣中全部錳浸出的理論量的100%~105%。象草粉的加入量以干基計(jì)為廢渣中MnO2質(zhì)量的100%~130%。整個(gè)浸出過程的溫度為40°C~70°C，攪拌速度為50 r/min~130 r/min。浸出洛用水洗漆,洗漆水用于配制硫酸溶液用于廢洛浸出。洗滌后的廢渣送渣場存放。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:廢渣中可浸出元素主要是錳和鐵，基本上分別呈Mn02、Mn(0H)2和Fe2O3狀態(tài)。在密閉并有象草粉和硝酸存在的條件下，硫酸浸出廢渣主要發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
nC6H1005 + nH2S04 =n (C5H11O5) HSO4
n (C5H11O5) HSO4 + nH20 = nC6H1206 + nH2S04
C6H12O6 + 8HN03 = 8N0 + 6C02 + IOH2O
nC6H1005 + 8nHN03 = 8nN0 + 6nC02 + 9nH20
3Mn02 + 2N0 + 3H2S04 = 3MnS04 + 2HN03 + 2H20
3Fe203 + 2N0 + 6H2S04 = 6FeS04 + 2HN03 + 5H20
總反應(yīng)為:12nMn02 + nC6H1005 + 12nH2S04 = 12nMnS04 + 6nC02 + 17nH20
12nFe203 + nC6H1005 + 24nH2S04 = 24nFeS04 + 6nC02 + 29nH20
此外Mn(OH)2發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + H2O
象草粉中的其它有機(jī)物也與硝酸反應(yīng)生成NO、CO2和H2O,生成的NO與MnO2 (或Fe2O3)和H2SO4按前述反應(yīng)生成MnSO4 (或FeSO4)、HNO3和H2O。
[0005]由于硝酸與象草粉的反應(yīng)速度很快，產(chǎn)生的NO與MnO2的反應(yīng)也較快，由此加快整個(gè)浸出過程，并實(shí)現(xiàn)廢渣中MnO2較完全浸出。只要控制好硫酸的加入量，就可以減少Fe進(jìn)入浸出液的量。然而，硫酸加入量太少，將影響浸出速度和Mn的浸出率，所以為了保證Mn的浸出率，F(xiàn)e浸出是不可避免的。進(jìn)入浸出液的Fe2+對后續(xù)除鐵(一般采用中和沉淀法)會(huì)產(chǎn)生不利影響。由于廢渣中的錳含量較低，浸出液的Mn2+濃度偏低，浸出液直接進(jìn)入企業(yè)現(xiàn)有的浸出液凈化系統(tǒng)也存在工藝匹配問題。將本方法得到的浸出液用于配制浸出碳酸錳礦所需的硫酸溶液，可以根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有工藝的需要，靈活調(diào)整碳酸錳礦浸出液的Mn2+濃度，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有工藝的良好匹配。更為重要的是，本發(fā)明得到的浸出液中含有一定數(shù)量Fe2+，進(jìn)入碳酸錳礦浸出系統(tǒng)后，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
2FeS04 + MnO2 + 2H2S04 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H20
通過上述反應(yīng)將原有硫酸浸出碳酸錳礦時(shí)，不能浸出的MnO2較完全浸出，不再產(chǎn)生新的高錳含量廢渣。與此同時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，有利于后續(xù)的浸出液凈化過程，與現(xiàn)有工藝完全配備。
[0006]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:經(jīng)過上述一系列反應(yīng)，最終硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣中的Mn基本上完全浸出，減少資源浪費(fèi)，也不給后續(xù)溶液凈化帶來困難；浸出過程溫度較低，反應(yīng)速度較快，能耗較低；浸出夜返回碳酸錳礦的浸出系統(tǒng)，可提高碳酸錳礦中錳的浸出率，避免產(chǎn)生新的高錳廢渣；過程在密閉條件下進(jìn)行，避免了 NO逸出產(chǎn)生的環(huán)境污染。
[0007]具體實(shí)施方法
實(shí)施例1:將2000g硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣(含錳6.2%、鐵15.1%、粒徑180目)和125g象草粉(≤1.5mm)加入容積為5L的襯鈦壓力反應(yīng)釜中，加入硫酸濃度為0.5mol/L、硝酸濃度為2g/L的混合溶液4.52L，于40°C~50°C下密閉攪拌(攪拌速度80r/min)浸出2h，浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離和浸出渣的洗滌。根據(jù)洗凈后的浸出渣的化驗(yàn)分析結(jié)果，錳的浸出率為97.6%。
[0008]實(shí)施例2:將20kg硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣(含錳6.2%、鐵15.1%、粒徑180目)和1.5kg象草粉(≤1.5mm)加入容積為50L的襯鈦壓力反應(yīng)釜中，加入硫酸濃度為
.0.7mol/L、硝酸濃度為5g/L的混合溶液33L，于60°C~70°C下密閉攪拌(攪拌速度70r/min)浸出lh。浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離和浸出渣的洗滌。根據(jù)洗凈后的浸出渣的化驗(yàn)分析結(jié)果，錳的浸出率為99.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣的一種再浸出方法，其特征是將硫酸浸出碳酸錳礦產(chǎn)生的廢渣磨細(xì)到粒徑< 180目后和< 1.5mm象草粉一并加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出，浸出結(jié)束后，放出反應(yīng)釜內(nèi)的漿料進(jìn)行固液分離，得到所需浸出溶液，得到的浸出溶液用于配制浸出碳酸錳礦的溶液，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始濃度為0.5mol/L~lmol/L，硝酸的初始濃度為2g/L~10g/L，硫酸的加入量為將廢渣中全部錳浸出的理論量的100%~105%，象草粉的加入量以干基計(jì)為廢渣中MnO2質(zhì)量的100%~130%，整個(gè)浸出過程的溫度為40°C~70°C，攪拌速度為50 r/min~130 r/min,浸出洛用水洗漆,洗漆水用于配制硫酸溶液用于廢洛浸出 。
【文檔編號(hào)】C22B47/00GK103757276SQ201310736429
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月29日
【發(fā)明者】龍炳清, 崔偉, 張章 申請人:四川師范大學(xué)