[发明专利]一种还原浸出氧化锰的方法

说明书

技术领域

本发明所属的技术领域是湿法冶金工艺过程，主要涉及一种还原浸出氧化锰的方法。

背景技术

锰作为一种战略资源，在国民经济中具有不可替代的重要地位，我国电解锰产量位居世界第一。近年来，随着优质碳酸锰矿石的日益减少，氧化锰矿石必将成为电解锰生产的主要替代原料。研究开发氧化锰矿石的高效还原浸出方法是我国锰冶金领域的热点课题。

一些研究集中在以硫铁矿为还原剂的两矿法浸出工艺。专利CN1058201公开了两矿湿法生产硫酸锰的新工艺，以贫、劣、废的含MnO₂的锰矿粉和硫铁矿粉加硫酸溶液，加热反应后生成硫酸锰溶液。专利CN1724697公开了利用钛白废酸和二氧化锰矿制取电解金属锰的方法，利用钛白废酸中的H₂SO₄与Fe²⁺为辅助材料，添加二氧化锰矿与硫铁矿制取电解金属锰，解决了钛白废酸造成的环境污染问题。专利CN1657423公开了一种从低品位碳酸锰及氧化锰矿回收硫酸锰的方法，将低品位碳酸锰或氧化锰矿与黄铁矿或硫酸亚铁混合，在混合好的物料中加入浓硫酸，混合均匀的物料放入进行硫酸化焙烧，在20～90℃下水浸焙砂，得到硫酸锰浸出液，经除杂和蒸发浓缩结晶得到硫酸锰。两矿法浸出工艺具有成本较低的优势，但浸出液杂质含量高，需要对硫酸锰溶液实施深度净化，才能保证产品的质量。

一些研究集中在以有机试剂为还原剂。专利CN1126245、CN1126246、CN1126247和CN1155586分别公开了氧化锰矿石的抗坏血酸、芳胺、多羟基芳酸和酚的还原浸出方法，对于海洋锰结核原料，在常温常压下硫酸介质中还原浸出锰，锰浸出率达到98％以上。但这些有机还原剂成本大、高毒性。

一些研究者采用二氧化硫气体为还原剂。专利CN1161936公开了二氧化硫气体直接生产硫酸锰的方法，将二氧化硫气体通入二氧化锰矿浆中反应生成硫酸锰溶液，然后按常规方法处理得到最终产品，锰浸出率可达98％以上。但是该反应过程中有副反应发生，生成连二硫酸锰而影响产品的质量。专利CN101898798公开了一种制备硫酸锰的方法，在二氧化硫浸出低品位二氧化锰矿体系中加入助剂和氧化剂，能有效抑制和消除连二硫酸锰的生成。

一些研究者研究了使用生物质还原剂的浸出方法。专利CN1884099公开了废糖蜜-硫酸还原浸出锰矿制备硫酸锰的方法，利用工业废弃物糖蜜酒精废液作还原剂，在40～100℃下搅拌反应得到浸出液，锰的浸出率约为93％。专利CN101886168公开了一种半氧化锰矿浸出工艺，利用工业废弃物木薯酒精废液作还原剂，在70～98℃温度下搅拌反应1-6小时锰浸出率约为90％。此外，一些研究者还报道了利用玉米芯在酸性条件下浸出氧化锰矿的研究结果，在氧化锰矿/玉米芯质量比为10∶3，硫酸浓度1.9mol/L，浸出温度85℃，浸出时间1小时的条件下，锰的浸出率达92.8％。

综上所述，在氧化锰矿的浸出过程中，还原剂是其技术关键。现有的方法在产品质量、还原剂来源及成本等方面不同程度上存在着一些不足和问题，需要研究开发更加高效的氧化锰矿还原浸出新方法，以满足我国电解锰生产的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济高效的氧化锰湿法还原浸出新方法，该方法适应性强，所需反应条件温和，且具有锰浸出率高的特点。

本发明的技术方案是：使用刺槐作为还原剂，在硫酸水溶液介质中还原浸出氧化锰。

本发明优选刺槐的干基用量为氧化锰矿石重量的5～50％wt。

硫酸水溶液浓度为0.5～4mol/L为宜。优选为0.5～3mol/L。

本发明的方法中浸出温度最好控制在60～100℃。

本发明的具体的制备步骤为：

(1)将氧化锰原料粉碎(至-50目或更细粒级)；

(2)将水、氧化锰原料、硫酸和刺槐依次加入到反应器中，控制矿浆中，液固质量比为3∶1～10∶1，硫酸水溶液浓度为0.5～3mol/L，刺槐用量为氧化锰原料质量的5～50％wt(干基)，调制成浆；

(3)在浸出温度60～100℃下搅拌反应1～10小时；

(4)过滤分离得到硫酸锰浸出液。

本发明的方法中，所述的刺槐包括刺槐的树干、枝、叶、根。

本发明的方法中，所述的氧化锰原料包括软锰矿、硬锰矿、大洋多金属锰结核、氧化锰废催化剂等以二氧化锰为主要有价成分的锰矿石或锰原料，其二氧化锰含量为5％～90％。