[发明专利]一种微波-流场耦合强化处理软锰矿制备高纯硫酸锰的方法

说明书

本发明涉及一种微波‑流场耦合强化处理软锰矿制备高纯硫酸锰的方法，属于冶金矿物处理技术领域。本发明采用微波‑刚柔组合搅拌联合处理矿物的装置，将软锰矿和硫铁矿加入到硫酸溶液混合均匀得到矿浆，微波加热矿浆控温并搅拌浸出得到锰浸出液和浸出渣；氨水调节锰浸出液pH为2.5～3，微波加热控温，加入硫酸铁并搅拌反应，固液分离得到滤液A和滤渣A；H₂O₂加入到滤液A中，调节pH值为5～5.2，微波加热控温并搅拌反应，固液分离得到滤液B和滤渣B；MnF₂加入滤液B中，调节pH值为5～5.2，微波加热控温并搅拌反应，然后加入聚丙烯静置，固液分离得到滤液C和滤渣C；将SDD加入到滤液C中，调节pH值为6～6.5，微波加热控温并搅拌反应，固液分离得到硫酸锰溶液和滤渣D。

技术领域

本发明涉及一种微波-流场耦合强化处理软锰矿制备高纯硫酸锰的方法，属于冶金矿物处理技术领域。

背景技术

国内99.68％的锰矿资源品位不高于30％，为低品位软锰矿，一般需要与进口高品位富矿搭配处理，传统的工艺存在废弃排放、废渣难处理、操作繁杂和锰浸出率低等问题。硫酸锰是生产电解锰产品、锰氧化物以及其他锰盐的重要中间物料，硫酸锰的纯度决定了后续锰系产品的质量。硫酸锰主要通过硫酸溶液浸取锰矿后再经除杂而成。低品位的锰矿制成的硫酸锰产品杂质含量高，特别是钙、镁、铁和其他重金属杂质含量高，因此去除钙、镁、铁、及其他重金属杂质，制备高纯硫酸锰产品，一直是硫酸锰生产工业的难题。

发明内容

本发明针对现有技术中高纯硫酸锰的制备问题，提供一种微波-流场耦合强化处理软锰矿制备高纯硫酸锰的方法，即采用微波-流场耦合强化软锰矿还原浸出，微波强化相间传质与传热效率，有效降低还原反应所需的活化能，促进还原反应进程，机械搅拌强化反应器内物料间的动量、热量和质量传递过程，调控微波电磁场演化，实现微波强化软锰矿还原浸出；微波-流场耦合诱发流场和电磁场的同步失稳，强化流场混沌混合区和隔离区之间的传递过程，均化电磁场能量分配，降低还原反应活化能。

一种微波-流场耦合强化处理软锰矿制备高纯硫酸锰的方法，采用微波-刚柔组合搅拌联合处理矿物的装置，具体步骤如下：

1)将软锰矿和硫铁矿加入到硫酸溶液混合均匀得到矿浆，通过微波加热矿浆控制温度为85～90℃并在转速为100～500rpm下搅拌浸出2～2.5h，使软锰矿与硫铁矿在酸性条件下浸出锰离子，最后得到锰浸出液和浸出渣；

2)采用氨水调节锰浸出液pH值为2.5～3，微波加热控制温度为90～95℃，加入硫酸铁并在转速为100～500rpm下搅拌反应1.5～2h，硫酸铁与浸出液中的钾离子和钠离子反应形成黄钾铁矾和黄钠铁矾沉淀，除去钾离子和钠离子等杂质离子，最后固液分离得到滤液A和滤渣A；

3)将H₂O₂加入到滤液A中，让溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子，再调节pH值为5～5.2，微波加热控制温度为90～95℃并在转速为100～500rpm下搅拌反应1.5～2h，让铁离子与加入的氨水反应生成沉淀，最后固液分离得到滤液B和滤渣B；

4)将MnF₂加入滤液B中，调节pH值为5～5.2，微波加热控制温度为90～95℃并在转速为100～500rpm下搅拌反应1.5～2h，MnF₂与溶液中的钙离子和镁离子反应生成CaF₂和MgF₂的絮凝状沉淀物，然后再加入絮凝剂聚丙烯，静置1.5～2h，固液分离得到滤液C和滤渣C；

5)将福美钠SDD加入到滤液C中，调节pH值为6～6.5，微波加热控制温度为90～95℃并在转速为100～500rpm下搅拌反应1.5～2h，加入的福美钠SDD分别与物料中的重金属离子形成沉淀，再经过固液分离得到硫酸锰溶液和滤渣D。