[发明专利]一种有机-无机复合还原软锰矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法还原软锰矿的方法，特别涉及一种有机-无机复合还原软锰矿的方法。

背景技术

以软锰矿（二氧化猛）生产电解猛首先要将四价的锰还原成二价锰。还原方法有火法还原和湿法还原两种。湿法还原法一般是采用无机、有机还原剂，无机还原剂有硫酸亚铁、双氧水、二氧化硫等，这些无机还原剂，有的浸出率不理想，有的产生无机副产物，有的后续处理流程长，有的产生的废气或液量大，除了两矿法外，多数没有工业化试产。

湿法工艺还可以使用有机物、天然植物粉料作为还原剂进行还原浸出。但是，由于植物粉料来源的不稳定，有效成分含量的复杂，浸出液含大量杂质。比如，以废糖蜜作为还原剂，锰的提取率可达到90%以上，但在工业试产过程发现存在阳极板腐蚀、电流效率低、废液量大等一系列问题。人们之所以采用有机物作为还原剂，一方面的原因在于有机物价廉易得，另一方面是普遍认为，有机物还原软锰矿后产物为二氧化碳和水、提取率较高、不会产生对电解有影响的杂质。而实际上，对于有机物特别是高碳数有机物，其氧化产物是否是彻底的氧化产物（二氧化碳和水），国外已经有了研究，证实了有机物被氧化是分步进行的，其过程有大量的、不彻底氧化的中间产物。这也是有机物还原软锰矿未能工业化生产的主要原因。

我们在研究有机物还原软锰矿过程中，发现葡萄糖、废糖蜜还原软锰矿后，溶液中存在大量的有机物，这些有机物在硫酸环境中，其组成还会随着时间改变而发生变化。溶液中存在大量的有机物，该有机物如果没有有效的除去，势必随着电解液带入电解槽对电流效率、电极产生影响。针对这一问题，我们通过实验，提出一种低碳数有机物协同还原软锰矿的方法，与单一的有机物还原软锰矿对比，该方法可以大大地降低溶液中的有机物含量。但是，低碳数有机物协同还原软锰矿的溶液中仍含有机物，经液相分析，有机物的种类涉及到甲酸、乙酸、草酸、乙醛酸、葡萄糖酸等。这些小分子有机物在溶液中含量小不容易去除，随着电解液的循环使用，这些有机物经电解循环累积、降解或聚合，会导致体系中有机物种类积累，最后会对电解造成影响。

因此，要降低提取液中的有机物，必须寻找一种不产生或降低有机产物或无机副产物的还原方法，才能实现软锰矿湿法还原法工业化生产。

发明内容  

本发明的目的一是为了克服软锰矿有机还原法存在着还原剂的氧化产物复杂、造成阳极板腐蚀、电流效率低、废液处理难度大等不足，二是克服软锰矿无机还原法存在的锰浸出率低、有副产物的不足，提供一种用于不产生或降低有机产物或无机副产物的有机-无机复合还原软锰矿的方法。

本发明的技术方案是：

1、本还原软锰矿的方法是采用有机-无机复合还原，实现不产生或降低有机产物或无机副产物的软锰矿有机还原。

2、将锰矿粉和水混合，加热，加入浓硫酸，依次加入有机、无机还原剂，在一定温度下反应一定时间，反应结束后，过滤，加入一种能够破坏氧化产物结构的除杂剂，在一定温度下反应一定时间后，测定溶液中锰含量，计算锰浸出率，同时采用高效液相测定其中有机物含量。

本发明是这样实现的：

一种有机-无机复合还原剂，在软锰矿粉10份中采用主要原料组分和重量份数为：有机还原剂0.1-0.3份，无机还原剂1-3份，浓硫酸12-20份，水80-100份，除杂剂0.01-0.05份。

以上所述的一种有机-无机复合还原剂，在软锰矿粉10份中采用主要原料组分和重量份数为：软锰矿粉10份，有机还原剂0.2份，无机还原剂2份、浓硫酸18份，水90份，除杂剂0.03份。

以上所述的有机还原剂为草酸、乳酸、葡萄糖、甲酸、甲醇、甲醛、糖蜜、蔗糖。

以上所述的无机还原剂为亚硫酸、亚硫酸铵、碳粉、铁屑、黄铁矿、硫酸亚铁。

以上所述的除杂剂为过氧化氢、过二硫酸铵、高锰酸钾。

以上所述的浓硫酸质量浓度为≥98％。

一种有机-无机复合还原软锰矿的方法，包括浸润反应、一步还原、过滤、除杂工序，具体工艺步骤如下：

(1) 浸润反应：于反应釜中加入水80-100份，搅拌，加入软锰矿粉10份，缓慢加入浓硫酸12-20份，继续搅拌10-30分钟；

(2) 一步还原：在上述溶液中，搅拌依次加入有机还原剂0.1-0.3份，无机还原剂1-3份，还原温度为根据无机还原剂种类，在60-95℃下反应3-5小时；

(3) 将上述物料按常规方法过滤，得到含硫酸锰的酸性溶液；