[发明专利]一种高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿制备硫酸锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锰矿石冶炼领域，特别是涉及一种高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿利用硫酸直接浸出制备硫酸锰溶液的方法。

背景技术

中国作为产锰大国，但锰矿石的储量和品质在世界上并不占优，符合国际商品级的富锰矿（ω_(Mn)≥48%）矿床完全缺乏。在中国已探明的锰矿中，贫锰矿占总储量的93.6%。菱锰矿（碳酸锰矿）是主要的矿石类型，矿石锰品位多在20%以下。

在传统电解锰生产中，使用的原料有二氧化锰矿和碳酸锰矿，二氧化锰矿需配入适量煤粉还原焙烧，将其中的Mn⁴⁺还原为Mn²⁺才能被稀硫酸浸出制得MnSO₄溶液。其中煤粉的加入，不仅降低了锰品位，另外还具有带入杂质、消耗能源、对环境污染也比较严重等缺点。随着我国二氧化锰矿品位不断贫化，单位金属锰的焙烧成本越来越高，使很多炼锰企业处在微利或负利润的生产经营中；另一方面，由于二氧化锰矿储量不断减少，炼锰行业不得不考虑使用碳酸锰矿作为生产原料，但不少碳酸锰矿因含硫较高，浸出时会产生有毒的H₂S气体，需要对其进行专门的回收处理，但因其浓度不高而处理成本不经济，直接排放又达不到环保要求，还会危及操作人员的生命健康。

一种高硫碳酸锰矿主要组成及含量见表1：

表1 一种高硫碳酸锰矿主要组成及含量（%）

如表1所示，高硫碳酸锰矿往往具有较高含量的硫元素，在用硫酸浸出时容易产生较高浓度的H₂S废气。在长期矿业生产过程中，因为高硫碳酸锰矿具备上述问题，使得生产成本增加，影响工作人员健康，并且污染环境。在中国境内普遍存在采出含硫较高的低品位碳酸锰矿长期在矿场堆弃如山，不仅占用了大量场地，对锰资源亦是浪费。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的问题，提供一种高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿直接浸出制备硫酸锰溶液的方法，解决了现有技术中高硫碳酸锰矿在生产硫酸锰过程中排放出的废气含有较高浓度H₂S，回收处理生产成本增加且对人员健康不利的问题，本发明硫酸锰浸出率高，废气中H₂S浓度低，经过简单处理即可排放，成本较低，易于推广。

为实现本发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿制备硫酸锰的方法，其特征在于：将重量比为（4~6）：1的高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿同硫酸混合，采用直接浸出法制备硫酸锰。

进一步地，所述高硫碳酸锰矿与二氧化锰矿经破碎磨矿至100~200目。

进一步地，所述高硫碳酸锰矿含锰8%~14%，含硫4%~8%，二氧化锰矿含锰17~25%。

进一步地，所述硫酸采用工业浓硫酸，酸矿重量比为（0.4~0.7）：1。

进一步地，具体步骤如下：

当初次进行硫酸锰制备时，可直接采用水与硫酸进行混合搅拌：

（1）将高硫碳酸锰与二氧化锰矿石破碎磨矿至95%~100%粒度100~200目；

（2）在浸出槽中加入水，搅拌加入二氧化锰矿粉与硫酸；

（3）一边搅拌一边缓慢加入高硫碳酸锰矿粉，期间保持搅拌4~6小时；

（4）浸出矿浆过滤，即得硫酸锰溶液。

重复进行硫酸锰制备时，可利用含硫酸的废电解液进行混合搅拌：

（1）将高硫碳酸锰与二氧化锰矿石破碎磨矿至95%~100%粒度100~200目；

（2）在浸出槽中加入含硫酸的废电解液，搅拌加入二氧化锰矿粉；

（3）一边搅拌一边缓慢加入部分高硫碳酸锰矿粉，再加入余量高硫碳酸锰矿粉及补充硫酸，期间保持搅拌4~6小时；

（4）浸出矿浆过滤，即得硫酸锰溶液。

进一步地，步骤（2）和/或步骤（3）中，保持固液体积比为1：（5~7）。

进一步地，步骤（3）具体步骤为，缓慢加入部分高硫碳酸锰矿粉，待浸出槽中硫酸快耗尽时，加快投料速度加入余量高硫碳酸锰矿粉，投料完后缓慢补加浓硫酸。

因碳酸锰矿粒度很细，与硫酸反应的速度很快，H₂S气体的产出基本在碳酸锰锰矿与硫酸接触后的30分钟内完成，需缓慢加入，避免“爆发”式反应，造成冒槽和因H₂S利用、吸收处理不完全而大量外排。

进一步地，步骤（3）浸出过程中矿粉与硫酸的重量比为1：（0.4~0.6）。

进一步地，所述搅拌转速为55~80r/min。