[发明专利]一种锰铝榴石矿湿法冶金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法冶金回收锰的方法，具体是一种锰铝榴石矿湿法冶金的方法。

背景技术

锰铝榴石是国土资源部门认为目前尚无工业意义或工业意义不大的锰的硅酸盐矿物。采用火法冶金从锰铝榴石矿中回收锰的方法回收效果差、回收成本高；传统湿法冶金不能有效提取锰。

锰铝榴石是锰石榴石类的一种端员矿物，其结构表达式为：Mn₃Al₂(SiO₄)₃，属等轴晶系岛状结构的硅酸盐矿物、对称性强，晶体结构稳定，具有很强的原子间化学键结合力，布氏硬度为6.5～7。结晶形态较好的锰铝榴石晶体可作为一种观赏宝石，具有较高的观赏价值。锰铝榴石分布广泛，在全球各地的锰矿石中均存在，其是在地球深部的高温、高压条件下由含硅、铝、锰及其它元素的矿物自然合成，随地壳运动上升至地壳浅层或地表。在锰矿资源中，锰铝榴石矿物广泛与碳酸锰矿、氧化锰矿等锰矿物共同伴生，部分矿体中锰铝榴石占含锰矿物总量的60～70%，是一种重要的锰矿资源。但是由于锰铝榴石的晶体结构稳定、极难破坏。锰铝榴石纯矿物的理论含锰量仅有33.29%，铝、硅等元素存在于锰铝榴石矿物晶格之中，通过传统的选矿过程不可能将其与主金属锰分离。工业实践中，单纯的锰铝榴石矿物或以其为主的矿物需要用火法冶金过程的高温来加以破坏，多与其它锰矿物配合用于火法生产硅锰合金。但由于其中硅、铝的含量过高，冶炼产出的硅锰合金不能直接作为商品硅锰合金销售和使用，仅能作为进一步冶炼的初级原料使用。因此，在我国地矿部门列入具有工业意义的二十余种锰矿物中，不包括目前尚无工业意义或工业意义不大的锰的硅酸盐－锰石榴石。由于传统湿法冶金过程无法有效分解锰铝榴石提取其中的锰元素，尚未见有采用湿法冶金方法处理锰铝榴石矿物的报道。目前采用传统工艺直接浸出锰矿的锰湿法冶金工厂及锰化工厂，一般都以碳酸锰矿和氧化锰矿作为原料进行生产。锰矿物原料中如含有较高的锰铝榴石，将严重影响锰的浸出率，因此各矿山存有大量的锰铝榴石矿无法有效应用。这些堆存的矿石含锰量较高的仅有20%左右，既无法满足火法处理的原料要求，也不能用湿法冶金处理。我国是世界上最大的锰消费国，锰矿产量远不能满足需要，还要大量进口优质锰矿以满足生产需要。我国虽有较为丰富的锰矿资源，但以中、小型矿床为主，且矿石品位比较低。将现存锰铝榴石矿物充分利用起来，将大大解决锰消费需求和供给之间的矛盾，满足国民经济发展的需求。

发明内容

为将传统湿法工艺不能处理的锰铝榴石矿物资源有效利用，本发明提出一种锰铝榴石矿湿法冶金的方法的技术方案。

本发明的技术方案是：一种锰铝榴石矿湿法冶金的方法，采用湿法冶金的技术，浸取锰铝榴石矿物中所含的锰，与矿物中的其它成分分离，具体步骤为：

（1）矿物粉碎、磨细至-100目以下；

（2）在锰铝榴石矿物加水调成矿浆，加入的水重量为矿物重量的3～7倍；

（3）在矿浆中加入硫酸，矿浆调配至酸浓度为20g/L～200g/L；

（4）加热矿浆、保温浸取；

（5）液固分离，得到含锰浸出液。

步骤（3）所述的在矿浆中加入硫酸为一次全部加入或采用泵将矿浆连续地加入，实现连续作业。

步骤（4）所述加热矿的温度为90℃～220℃，所述的保温浸取的时间为60min～300min，浸取的过程在密闭反应容器内完成。

步骤（5）所述的液固分离，得到含锰浸出液是采用过滤进行分离，或沉清实现液固分离。

本发明是从以锰铝榴石中，采用提高密闭反应器内的工作压力和温度的方法强化反应过程，高温强化酸浸使锰原料中的锰迅速、充分浸出，并与硅、铝等脉石组分有效分离，使浸出率和成本达到最佳。由于锰铝榴石的晶体结构稳定、极难破坏，铝、硅等元素存在于锰铝榴石矿物晶格之中，本发明将锰铝榴石矿物粉碎、磨细，调成矿浆，加入硫酸，较常规方法提高了加热矿浆的温度和浸取时间，采用过滤或者沉清的方法进行液固分离，得到含锰满足后续工序要求的浸出液。

本发明采用加压酸浸法从锰铝榴石矿中浸出回收锰，通过加压酸浸，大大强化浸出反应条件，破坏矿物结构，直接浸溶锰铝榴石矿中的锰。本发明所采用的锰铝榴石矿湿法冶金方法可提取矿物中大部分的锰，且本方法生产效率高，不污染环境。