[发明专利]利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法

说明书

技术领域

本发明属于软锰矿提取加工技术领域，特别涉及一种利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿的方法。

背景技术

锰矿以各种化合物形式广泛分布于自然界中，自从十八世纪70年代人们发现软锰矿以来，人们就采用了各种方法生产金属锰、锰合金及锰的化合物，它们被广泛用于工农业及军事等领域。我国的锰矿资源多而不富。已累计探明锰矿储量6～4亿吨，居世界第四位，平均锰品位约为21％，其中富矿仅占全国总储量的6.43％，贫锰矿占93.6％。随着多年的开采，我国锰矿富矿资源锐减，尤其是近年中国锰系产业的迅猛发展，冶金、化学、电子等行业对锰的需求量逐年增加，加剧了锰矿石的供需矛盾，国内生产的锰矿已远不能满足要求，使我国一跃成为锰矿石进口大国，2003年进口为286万吨，2004年进口锰矿达到370万吨。而在我国分布十分广泛的含Mn 25～28％的贫锰矿，目前还未能得到有效的开发应用。如何经济、有效地开发贫锰矿，已成为目前的重要课题。

硫酸锰又称硫酸亚锰(manganese sulfate monohydrate)，是一种非常重要的锰盐，约80％其他锰盐都是以硫酸锰为基础原料制得的，是生产电解锰、电解二氧化锰、四氧化三锰等产品的主要原料，也是重要的饲料添加剂和肥料添加剂，并广泛应用于医药、农药、造纸、陶瓷、印染、催化剂等领域。目前，全球硫酸锰消耗量约为60万吨/年，其中约60％以上由中国生产。发达国家如英国、日本等，因硫酸锰生产的传统工艺能耗高、污染大，产量低，主要从发展中国家进口。世界上约80％的硫酸锰是由软锰矿加工制得，传统工艺一般要求锰矿石中锰质量分数大于28％。随着矿石资源的开发利用，高含量锰矿石越来越少，而锰质量分数小于25％的低含量矿石却大量产出，因此，研究环保、经济、低能耗的利用低含量软锰矿生产硫酸锰的方法显得十分必要。

用软锰矿制备硫酸锰的方法主要有以下几种：

1、煤还原焙烧法：该法是将粉碎后的锰矿石和煤按一定比例混合，再在还原焙烧炉原焙烧成MnO，然后进行酸解、除杂、过滤、结晶、干燥即得成品。该方法工艺成熟，容易掌握，是传统而实用的工艺。但是，存在着能耗高，污染严重、操作条件差、锰收率低等缺点，已逐渐被淘汰。

2、两矿焙烧法：该法是将软锰矿和硫铁矿干燥后分别经粉碎，然后配料混合，在沸腾炉中500-600℃下高温还原焙烧0.5-1.5h，然后用水浸出、压滤、蒸发、结晶、干燥即得成品。该法同样存在着能耗高、污染严重、操作条件差、锰收率低、渣量大等缺点，也逐步被淘汰。

3、两矿加酸法：两矿加酸法是针对上述焙烧工艺的不足提出的方法，具体是将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定配比混合，以黄铁矿为还原剂，在一定温度下反应生成硫酸锰。该方法去掉了高温焙烧工序，减小了环境污染，改善了工作环境，降低了能耗，已成为软锰矿浸出的发展方向。为了获得更廉价、效果更好的还原剂，研究人员做了很多尝试。

以钛白粉生产过程中的副产品七水硫酸亚铁为还原剂，废硫酸为浸出剂提取软锰矿，不仅可以保护环境，变废为宝，降低成本，而且克服了焙烧工艺污染严重、操作条件差、锰收率低的缺点，为低品位软锰矿的利用开辟了新路。

李绪福，钛废液直接浸取锰矿粉制硫酸锰，无机盐工业，1993年，公开了用废钛液中所含硫酸和硫酸亚铁作为原料直接浸取锰矿，硫酸亚铁不足部分添加硫铁矿做补充，浸取温度为90℃。该方法节省了原料硫酸和部分还原剂的费用，降低了生产成本，但是其浸取反应温度在90℃下，需消耗大量的蒸汽，能耗仍然很高。

姚福琪，利用生产钛白粉的废酸和低品位软锰矿生产硫酸锰，河北化工，1992年第4期，20-23页，其方法是将软锰矿球磨过180目筛，和废酸、硫酸亚铁加热反应转化，加入铁屑及(NH₄)₂SO₄除铁，滤液用MnCO₃浆调至pH＝5.4，进一步过滤除杂，然后用MnS除重金属，用H₂SO₄调至pH值约为4.5以防水解，浓缩、结晶、烘干得到硫酸锰。此方法的反应温度也在85-95℃，能耗很高。

从以上现有技术可知，如何降低能耗和成本，提高收率，从整体上提高经济效益，已成为利用钛白粉生产中的副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的研究重点。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种能耗低、成本低、操作简单的利用钛白粉生产中副产品提取软锰矿并生产硫酸锰的方法。