中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法技术

一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，具体工艺包括几个部分：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。本发明专利技术采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式不仅制备得到高纯碳酸锰还得到正磷酸铁粉、钴、镍、铜重金属硫化精矿等产品，对中低品位软锰矿进行了充分的利用，实现了无废水废渣排放的效果，而且采用中低品位软锰矿作为原料，可以充分利用贫锰矿资源，缓解了高品位软锰矿资源日益紧缺的问题。

【技术实现步骤摘要】
中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法
本专利技术涉及一种制备高纯碳酸锰的方法，具体涉及一种直接对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法。
技术介绍
高纯碳酸锰主要用于制造通讯器材中的导磁材料一高性能Mn-Zn铁氧体，作为锰源物质的碳酸锰中所含钾、钠等碱金属，钙、镁等碱土金属及硫酸盐，对磁化特性有显著的影响。目前国内生产高纯碳酸锰普遍以金属锰或合成二氧化锰为原料，在硝酸溶液体系中溶解制得硝酸锰溶液，然后用可溶性碳酸盐作沉淀剂制取，其缺点是原料金属锰、合成二氧化锰及硝酸价钱昂贵，生产成本高。为了降低生产成本，以矿石为原料，在硫酸溶液体系中浸出是一条有效的途径。如日本公开特许平4-108614提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，可溶性碳酸盐作沉淀剂，制得碳酸锰，其化学成分(%)：Mn44.0—44.2，Ca0.042—0.140，Mg0.011—0.044，SO42-0.59～1.51，Na0.036～0.086，K0.011—0.019。又如西德专利DE3408030A1提出，以软锰矿为原料，经还原焙烧，硫酸溶液体系浸出，碳酸铵溶液作沉淀剂，制得碳酸锰，杂质含量为(%)：SO42-0.7，Ca0.26，NH4+0.10。这些专利都试图建立低成本生产高纯碳酸锰的方法，但产品中杂质SO42-、Ca、Mg、K、Na含量偏高。软锰矿是众多锰化工产品生产的基础原料，而我国软锰矿资源是富少贫多，且高品位软锰矿资源日益紧缺，所以中低品位软锰矿的利用成为必然的选择。而这类品位较低软锰矿杂质含量高，一般必须经选矿富集还原焙烧后方能使用，但随之将产生大量的废物废渣，许多有价元素被抛弃和损失掉，生产得到的碳酸锰杂质含量往往也比较多。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直接对中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，该方法采取对中低品位软锰矿不经富集还原焙烧直接综合利用的方式制备高纯碳酸锰、正磷酸铁粉、钴、镍、铜贵重金属硫化精矿、氢氧化铝矿粉、磷酸铵镁（MAP）缓释复合肥、N、P多元素复合肥基料以及工业级石膏粉，实现了无废水废渣排放的效果。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术案实现的：一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，具体工艺包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备。所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位软锰矿中加入废铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为5-7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸，当料浆温度达到75-85℃时停止注酸，温度降至70℃摄氏度时重新缓慢注入硫酸，继续浸出3.5-4.5h，检测Fe2+含量，还有Fe2+则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe2+为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.7-2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m=0.62M/d，式中M为H2SO4的量，d为P2O5的含量，反应12-20min后流入皮带化成反应室，继续反应30-40min后送入熟化反应池进行熟化反应7-15d，即得到N、P复合肥基料。所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉。所述的钴镍铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co2+]、[Ni2+]、[Cu2+]、[Pb2+]、[Zn2+]、[Cd2+]、[Cr3+]和[Hg2+]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.60，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55-70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3-5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应30-40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿。所述的氢氧化铝产品的制取是在上述钴镍铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应30-50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品。所述的石膏粉的回收是在上述钴镍铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn2+]和[Ca2+]的摩尔浓度，在滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵的摩尔量是滤液中Mn2+和Ca2+总摩尔量的两倍，保持溶液pH值为7.1-7.3，搅拌30-50分钟后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼按固液比1:4-5的比例加入清水，并加入重量含量90%以上的硫酸，加入的硫酸的摩尔量与原滤液中检测出的Mn2+和Ca2+总摩尔量一致，控制pH值在4.0-6.0，搅拌55-65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉。所述的高纯碳酸锰粉的制备是将石膏粉的回收第二次固液分离得出的滤液，进行取样检测Mn2+的摩尔浓度，根据检测结果用2mol/L的碳酸氢铵溶液作沉淀剂沉淀Mn2+，控制pH值为7；搅拌30-40分钟后用压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯度碳酸锰矿粉。所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备是将将石膏粉的回收第一次固液分离得出的滤液，取样检测[Mg2+]的摩尔浓度，用氨水调节滤液pH值为10，并根据检测结果按公式m（NH4）2HPO4=0.83*V*[Mg2+]计算得到要加入的磷酸氢二铵的摩尔量；加入磷酸氢二铵进行反应55-65分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水水槽，滤饼洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥。上述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法中，所述的N、P复合肥基料的制取步骤②中，计算确定软锰矿石、废铁粉、磷矿粉的下料配比的具体计算过程如下：假设软锰矿石用量为A，废铁粉为B，磷矿粉为C；软锰矿石中二氧化锰含量为a，铁含量为b1；废铁粉中铁含量为b2；磷矿粉中磷含量为d，铁含量为b3，则按下列化学反应方程式进行计算：所以知道了要处理软锰矿的量A，锰矿中二氧化锰的含量a，锰矿中铁含量b1，废铁粉铁含量b2，磷矿粉磷含量d，磷矿粉铁含量b3，将以上数值代入方程式计算出要加入废铁粉的量B和磷矿粉的量C。上述的中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，所述的钴镍铜精矿的回收中，加入福美钠的量，按下式进行计算：m(S.D.D)=2V*([Co2+]+[Ni2+]+[Pb2+]+[Cu2+]+[Zn2+]+[Cd2+]+[Hg2+])+3V*[Cr3+],式中m(S.D.D)是福美钠的量，单位是摩尔，重金属浓度单位是mol/L，V是溶液的体积，单位是L，福美钠的摩尔质量为143g/mol。对于本专利技术电解金属锰生产中浸出渣的综合回收利用方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，具体工艺包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备；所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位软锰矿中加入废铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为5‑7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸，当料浆温度达到75‑85℃时停止注酸，温度降至70℃摄氏度时重新缓慢注入硫酸，继续浸出3.5‑4.5h，检测Fe2+含量，还有Fe2+则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe2+为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.7‑2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m =0.62M/d，式中M为H2SO4的量，d为P2O5的含量，反应12‑20min后流入皮带化成反应室，继续反应30‑40min后送入熟化反应池进行熟化反应7‑15d，即得到N、P复合肥基料；所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5‑1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉；所述的钴镍铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co2+]、[Ni2+]、[Cu2+]、[Pb2+]、[Zn2+]、[Cd2+]、[Cr3+]和[Hg2+]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.60，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55‑70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3‑5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应30‑40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿；所述的氢氧化铝产品的制取是在上述钴镍铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应30‑50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品；所述的石膏粉的回收是在上述钴镍铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn2+]和[Ca2+]的摩尔浓度，在滤液中加入2mol/L的碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵的摩尔量是滤液中Mn2+和Ca2+总摩尔量的两倍，保持溶液pH值为7.1‑7.3，搅拌30‑50分钟后打入隔膜压滤机进行固液分离，滤液注入另一组中和搅拌槽，滤饼按固液比1:4‑5的比例加入清水，并加入重量含量90%以上的硫酸，加入的硫酸的摩尔量与原滤液中检测出的Mn2+和Ca2+总摩尔量一致，控制pH值在4.0‑6.0，搅拌55‑65分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得工业石膏粉；所述的高纯碳酸锰粉的制备是将石膏粉的回收第二次固液分离得出的滤液，进行取样检测Mn2+的摩尔浓度，根据检测结果用2mol/L的碳酸氢铵溶液作沉淀剂沉淀Mn2+，控制pH值为7；搅拌30‑40分钟后用压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼经洗涤烘干后即得高纯度碳酸锰矿粉；所述的磷酸铵镁缓释复合肥的制备是将将石膏粉的回收第一次固液分离得出的滤液，取样检测[Mg2+]的摩尔浓度，用氨水调节滤液pH值为10，并根据检测结果按公式m（NH4）2HPO4=0.83*V*[Mg2+]计算得到要加入的磷酸氢二铵的摩尔量；加入磷酸氢二铵进行反应55‑65分钟后打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水水槽，滤饼洗涤烘干后即得磷酸铵镁缓释复合肥。...

【技术特征摘要】
1.一种中低品位软锰矿综合利用制备高纯碳酸锰的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：（1）N、P复合肥基料的制取；（2）正磷酸铁粉的回收；（3）钴镍铜精矿的回收；（4）氢氧化铝产品的制取；（5）石膏粉的回收；（6）高纯碳酸锰粉的制备；（7）磷酸铵镁缓释复合肥的制备；所述的N、P复合肥基料的制取，是在中低品位软锰矿中加入废铁粉和磷矿粉，并按液固质量比为5-7:1的比例加入水，充分涮洗和磨碎，然后加入重量含量90%以上的浓硫酸，当料浆温度达到75-85℃时停止注酸，温度降至70℃摄氏度时重新缓慢注入浓硫酸，继续浸出3.5-4.5h，检测Fe2+含量，还有Fe2+则向槽中加注双氧水，直到检测不出Fe2+为止，压滤，得到滤渣和滤液，在滤渣中按液固比1.7-2.5:1的比例加水以及与水等质量的、重量含量90%以上的浓硫酸，搅拌，加入磷矿粉反应，磷矿粉加入量为m=0.62M/d，式中M为H2S04的量，d为P205的含量，反应12-20min后流入皮带化成反应室，继续反应30-40min后送入熟化反应池进行熟化反应7-15d，即得到N、P复合肥基料；所述的正磷酸铁粉的回收是将2mol/L的碳酸氢铵溶液加入到上述压滤后得到的滤液中，使整个滤液的pH控制在1.5-1.9之间，当停止注入碳酸氢铵溶液后pH值无变化时，将料浆打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼,滤饼经洗涤烘干即得正磷酸铁粉；所述的钴镍铜精矿的回收是将上述正磷酸铁粉的回收中固液分离后得到的滤液进行取样分析，检测溶液中贵重金属元素含量即[Co2+]、[Ni2+]、[Cu2+]、[Pb2+]、[Zn2+]、[Cd2+]、[Cr3+]和[Hg2+]的摩尔浓度；在滤液中加入碳酸氢铵溶液至滤液的pH值为5.60，同时用福美钠S.D.D作沉淀剂沉淀贵重金属Me，搅拌反应55-70min停止，然后打入隔膜压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼按液固质量比3-5:1的比例加入清水，搅拌，加入烧碱片，至料浆的pH值达到12，反应30-40分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤烘干后即得钴镍铜精矿；所述的氢氧化铝产品的制取是在上述钴镍铜精矿的回收第二次固液分离后得到的滤液中加入硫酸铝直至滤液的pH值降至6.5，反应30-50分钟后把料浆打入压滤机进行固液分离，滤液送回循环水槽，滤饼洗涤烘干后即得氢氧化铝产品；所述的石膏粉的回收是在上述钴镍铜精矿的回收第一次固液分离后得到的滤液进行取样检测[Mn2+...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳臣，
申请(专利权)人：赵阳臣，
类型：发明
国别省市：广西;45