废糖蜜-硫酸还原浸取锰矿制备硫酸锰的方法技术

本发明专利技术提供了一种浸取锰矿中二氧化锰制备硫酸锰的新方法，属于锰矿提取加工技术领域。本发明专利技术的基本步骤是：将锰矿粉碎，用水调制矿浆；往矿浆中加入硫酸及废糖蜜，在４０～１００℃温度下搅拌反应得到反应浸出液；反应浸出液用石灰石中和，然后加入硫化铵溶液除去重金属离子，加入氟化铵溶液除去Ｃａ↑［２＋］、Ｍｇ↑［２＋］，最后经过蒸发、浓缩、结晶及干燥，得到纯度大于９８％硫酸锰产品，锰的收率大于９３％。本发明专利技术的优点是还原剂采用价格低廉来源丰富的废糖蜜、工艺条件温和、除杂过程简单，易于得到高纯度的硫酸锰产品。

【技术实现步骤摘要】
废糖蜜-硫酸还原浸取锰矿制备硫酸锰的方法
：本专利技术涉及一种硫酸锰生产方法，特别是以废糖蜜作还原剂，硫酸浸取锰矿制备硫酸锰的方法。
技术介绍
：蔗糖是以甘蔗或甜菜为原料制得，而废糖蜜是制糖过程的副产物，含有丰富的糖类等还原性物质。如甘蔗废糖蜜含有：蔗糖25％～35％，转化糖15％～25％，胶体9％～11％，以及其它的有机还原性物质和灰分等。甜菜废糖蜜含有约40％的蔗糖，其它糖类为10％左右。在蔗糖生产过程中，废糖蜜约为甘蔗重量的3％，我国每年副产废糖蜜200万吨以上。因此，废糖蜜是一种来源丰富、价格低廉的可再生性资源。含二氧化锰的锰矿，如软锰矿、硬锰矿、大洋结核锰矿等，是生产锰盐的主要原料。锰矿中的二氧化锰不溶于硫酸，必须通过还原反应把它还原成一氧化锰(MnO)，才能和硫酸反应生成硫酸锰。硫酸锰是制备碳酸锰、二氧化锰、四氧化三锰及电解锰等锰产品的主要原料。现有的用锰矿还原制备硫酸锰的方法主要有三种：1.煤还原焙烧——硫酸浸出法。此方法已有半个世纪的历史，是传统生产工艺，技术成熟，硫酸锰的质量好。但它产生的SO2、粉尘严重污染环境，煤耗量大。2.两矿焙烧法。将锰矿和硫铁矿分别粉碎，混合配料，在500℃～600℃温度下焙烧0.5～1小时，然后用清水浸取，分离渣后浓缩结晶获得硫酸锰。该方法同样也会产生SO2和粉尘，污染环境。3.湿法还原浸出工艺。将锰矿、硫酸和一定量的还原剂混合反应，在一定温度下用水浸取，过滤湿渣后浓缩结晶获得硫酸锰。由于该工艺避免了高温焙烧工序，不会产生含SO2废气，且为一步法浸出，简化了工艺，因此，该方法是用锰矿制备硫酸锰的发展方向。为了获得一种较好的还原剂，人们想出了许多方法，如公开文献报道了一些相关的文献，经检索我们摘录如下：①【申请(专利)号】CN91102845.5【名称】两矿湿法生产硫酸锰的新工艺【申请(专-->利权)人】黄石市能源综合科学技术研究所【地址】435000湖北省黄石市湖宾路44号【摘要】该法以贫、劣、废的含MnO2的锰矿粉和硫铁矿粉加硫酸溶液，加热反应后生成硫酸锰溶液，再用通入压缩空气的方法除溶液中的铁离子。②【申请(专利)号】CN87102046【名称】用二氧化锰矿制取硫酸锰溶液的方法【申请(专利权)人】桂阳县电解锰厂【地址】湖南省桂阳县城郊乡柏树村【摘要】该法以硫铁矿为还原剂，直接用硫酸溶液浸细粒级的二氧化锰矿，其反应式为：，当反应温度为85～100℃，反应时间2～4小时，反应终点pH值为6.8～7时，二氧化锰的浸取率大于90％。③【申请(专利)号】CN200310110442.3【名称】软锰矿无煤还原制备硫酸锰溶液的方法【申请(专利权)人】田学达【地址】410006湖南省长沙市新民路顺泰阁404号【摘要】该法用软锰矿MnO2作原料，沼气(CH4)作还原剂，通过还原反应后生成主要含MnO的中间产物；然后加入一定量硫酸，通过浸取工艺获得硫酸锰溶液，还原反应分两个步骤：第一步，用沼气作还原剂，在常温有氧条件下点燃沼气，沼气燃烧使软锰矿粉变成红热状态；第二步，切断空气供应，继续供沼气和继续加入软锰矿粉，此时红热的软锰矿粉与沼气直接反应，此过程放出的热量维持加热使新加入的软锰矿粉变成红热状态，继续与沼气直接反应，保持反应继续进行。④【申请(专利)号】CN89105118.X【名称】一种硫酸锰的生产方法【申请(专利权)人】沈阳市苏家屯区化工技术服务站【地址】辽宁省沈阳市苏家屯区化工技术服务站【摘要】采用含锰量大于8％的锰矿石与稻皮混合均匀后放入反应池内，加入稀硫酸，在常温下进行放热反应。各原料按重量的配比为：锰矿石15～20份，稻皮2～3份，稀硫酸20～30份。当反应物的pH值等于5时，取出用硫酸锰水溶液分离出未反应完的矿石和泥浆。泥浆用过滤机过滤后的滤饼，逆流多次洗涤后排掉，给出的高浓液经除铁、蒸发、结晶、干燥、粉碎包装制成。⑤【题名】碳氢化合物湿法处理锰银矿应用研究【作者】孙亚光 余丽秀【机构】郑州矿产综合利用研究所【刊名】中国锰业.2004，22(1)：1-14【文摘】研究了碳氢化合物浸锰-氰化浸银工艺原理、条件和应用，利用淀粉、蔗糖等碳氢化合物和二氧化锰反应，当控制锰浸出率96％时，银的浸出损失率＜2％；浸锰渣采用氰化法提银，NaCN用量1kg/t渣、浸出时间3h时，银浸出率94.15％；浸锰-氰化两步浸出银的回收率大于92.27％。⑥【题名】糠-硫酸直接浸锰工艺条件研究【作者】杨明平 宋和付 李国斌【机构】湖南科技大学化学化工学院【刊名】无机盐工业，2005，02【文摘】以米糠及湘西软锰矿为原料，对米糠-硫酸直接浸锰制备硫酸锰的工艺条件进行了研究。结果表明，米糠-硫酸法-->浸锰的最佳工艺条件为：浸锰温度250℃，硫酸质量分数50％，浸锰时间75min，米糠用量为软锰矿粉质量的20％，硫酸用量为其理论用量的110％。按该工艺条件浸锰，锰的浸出率可达95％以上。⑦【题名】植物粉料—硫酸法直接浸出软锰矿的实践【作者】杨幼平 黄可龙【机构】中南大学化学化工学院【刊名】中国矿业2001，10(5)：54-56【文摘】研究了以植物粉料—浓硫酸法直接浸出软锰矿的新工艺方法。试验结果表明：软锰矿中锰的浸出率受到软锰矿用量、植物粉料用量、浓硫酸用量、浸出温度及浸出时间等因素的影响。该法在较佳的工艺条件下，锰的浸出率可达95％以上。在植物粉料—硫酸直接浸出软锰矿的新工艺方法中，软锰矿中锰的浸出率受浓硫酸用量的影响最大，其最佳工艺条件为：酸矿比为2～3∶1(ml∶g)，软锰矿/植物粉料比为210～313∶1，液固比为3∶1，浸出温度为90℃～95℃，浸出时间为3h，此时软锰矿中锰的浸出率可达95％以上。从上述检索结果了解到，公开文献介绍的主要是：文献①和②是用两矿湿法生产硫酸锰，生产技术成熟，生产成本较低。但在生产中存在渣量大，带入杂质多，过滤除杂困难的问题。文献③用沼气中的CH4作还原剂，因沼气不含无机物，故还原剂不带入固体杂质，易获得较纯净的硫酸锰，而且废水易于处理，但该方法CH4还原能力差、浸出率低。文献⑤使用蔗糖作还原剂，因蔗糖基本不含无机物，故带入杂质极少，易获得较纯净的硫酸锰溶液，而且废水易于处理。但因蔗糖价格高，会造成生产成本的升高。文献④、⑥和⑦使用植物粉料作还原剂，其优点在于能利用当地各种植物粉料资源，还原剂价廉易得。但存在植物粉料水解成糖困难，需要更高的反应温度及更多酸的问题。综上所述，目前湿法还原浸出工艺所采用的还原剂还不理想。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种原料来源容易价格低廉、生产技术要求较低的硫酸锰制备方法，其特征是利用废糖蜜作还原剂硫酸浸取锰矿制备硫酸锰的方法。上述所说的废糖蜜是甘蔗或甜菜制糖后的副产物，其蔗糖含量为25～35％、果糖和葡萄糖等转化糖含量为15～25％，胶体含量为9％～11％，以及含有其它的有机还原性物质和灰分等。上述所说的锰矿包括软锰矿、硬锰矿、大洋结核锰矿等含MnO2的锰矿，其MnO2的含量大于20％。本专利技术是这样实现的，将锰矿粉碎到40～400目，用锰矿质量的2～10倍水调制矿浆；往矿浆中加入锰矿质量0.3～0.9倍浓度为93～98％的硫酸及锰矿质量的0.1～0.8倍的废糖蜜，在40～100℃温度下搅拌反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸锰的生产方法，其特征是以废糖蜜作还原剂，用硫酸浸取锰矿制备硫酸锰。

【技术特征摘要】
1、一种硫酸锰的生产方法，其特征是以废糖蜜作还原剂，用硫酸浸取锰矿制备硫酸锰。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于废糖蜜是甘蔗或甜菜制糖后的副产物，其蔗糖含量为25～35％、果糖和葡萄糖等转化糖含量为15～25％，胶体含量为9％～11％，以及含有其它的有机还原性物质和灰分等。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于锰矿包括软锰矿、硬锰矿、大洋结核锰矿等含MnO2的锰矿，其MnO2的含量大于20％。4、根据权利要求1所述的方法，其制备硫酸锰步骤及条件如下：(1)将锰矿粉碎到40～400目，用锰矿质量的2～10倍水调制矿浆；(2)往矿浆中加入锰矿质量0.3～0.9倍浓度为93～98％的硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟海锋，文衍宣，童张法，韦藤幼，黄映恒，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]