从碳酸锰矿石中浸取高价锰的方法技术

本发明专利技术提供一种从碳酸锰矿石中浸取高价锰的方法，属湿法冶金领域。它是以葡萄糖或植物生物质和硫酸作为碳酸锰矿中的高价锰的还原剂，采用微波辐射葡萄糖促进高价锰还原，具体步骤包括：取１００目～２００目的碳酸锰矿石１份，加入１０～２０份水调制成矿浆；再往矿浆加入浓度为６０％的硫酸，矿粉与硫酸的重量比为１∶６～９；同时加入葡萄糖或植物生物质，矿粉与葡萄糖或植物生物质的重量比为１０～１５∶１搅拌均匀；在５００Ｗ～１０００Ｗ微波辐射下，搅拌反应４ｍｉｎ～１０ｍｉｎ，控制浸取温度为５０℃～６０℃，经过滤得到浸出液。本发明专利技术具有反应温度较低、减少酸消耗及缩短锰矿浸取时间，热量利用率高、反应迅速之优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及浸取锰矿石时还原高价锰的方法，属湿法冶金领域。
技术介绍
随着经济的快速增长，中国已成为全球最大的电解锰生产出口国和消费大国。虽然国内可供工业利用的锰矿储量达到3亿吨，但是80％以上是贫锰矿，矿石平均含锰仅20％左右。通常锰矿化学加工工艺分为酸法和碱法两类，工艺路线主要根据矿石中锰的存在形态及所制产品种类来确定。如锰矿石中锰的价态以正二价存在，则多用酸法；若以正四价态存在，则多用碱法或先还原成正二价，再采用酸法。锰矿矿石类型最多的是碳酸锰矿(菱锰矿)为主，约占总储量的73％，而对菱锰矿的处理多采用酸法，但由于锰矿中锰化合物的存在形式多样，如二氧化锰、硅酸锰等。其中二氧化锰不但本身不溶于热稀硫酸，还阻碍其他形态锰的浸出。另外，为了将现有工艺的浸出液中含的Fe2+除去，一般都加入大量过量的二氧化锰粉(软锰矿)，加入量约为所用菱锰矿矿石重量的7％～10％。而过量二氧化锰通常与菱锰矿中的高价锰进入渣相，使渣相的的高价锰含量较高，造成了资源的极大浪费。因此，从碳酸锰中提取金属锰通常是先通过浸取的方法得到硫酸锰，然后再电解获得高价锰。为提高含碳酸锰矿石(菱锰矿)中高价锰的浸取率和氧化剂(软锰矿)的利用率，人们研究了不同的还原剂。如广西大学的文衍宣等在国家专利技术专利CN1940098A中提出用工业废弃物甘蔗糖蜜酒精废液作为还原剂，在98℃温度下搅拌反应0.5h～4h得到反应浸出液，软锰矿中锰的浸出率大于93％。国家专利技术专利CN89105118.X采用稻壳作为还原剂。杨明平等研究了糠-硫酸直接浸锰工艺条件。国家专利技术专利CN85103874A在500公斤软锰矿中添加100公斤稻草粉、130公斤水，2.5公斤发酵剂和600公斤工业硫酸，75℃下浸取1.5h，锰矿的浸取率达到99.83％。在上述甘蔗糖蜜、糠、稻壳等植物生物质作还原剂的方法中，具有原料价廉易得的优点，但却存在生物质粉料水解成糖困难，需要较高的反应温度及酸的消耗量增加的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种反应温度较低、减少酸消耗及缩短锰矿浸取时间而专利技术的。本专利技术的目的是这样实现的一种，其特征在于，以葡萄糖或植物生物质和硫酸作为碳酸锰矿中的高价锰的还原剂，采用微波辐射葡萄糖促进高价锰还原，具体步骤包括取100目～200目的碳酸锰矿石1份，加入10～20份水调制成矿浆；再往矿浆加入浓度为60％的硫酸，矿粉与硫酸的重量比为1∶6～9同时加入葡萄糖或植物生物质，矿粉与葡萄糖或植物生物质的重量比为10～15∶1搅拌均匀；在500W～1000W微波辐射下，搅拌反应4min～10min，控制浸取温度为50℃～60℃，经过滤得到浸出液。优选条件是微波功率为700W，加热时间为5min，反应温度控制在55℃左右。所述植物生物质为米糠、溶解性淀粉、木屑、秸秆或稻草中的任一种。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果(1)葡萄糖、淀粉及其它含还原性糖类的生物质来源广泛、成本低廉，淀粉及其它含还原性糖类的生物质在浸取剂硫酸的作用下，能水解成为还原性单糖(葡萄糖等)，且物质中的不溶性木质素能吸附重金属和锰矿中的磷等有害杂质，达到资源综合利用的目的。(2)采用微波对生物质水解及高价锰还原过程进行加热，利用微波加热过程中存在的热效应和非热效应，提高硫酸催化纤维素水解成葡萄糖等还原性糖类物质的速率，使矿石中的高价锰迅速转化成低价锰，从而降低浸取渣中的锰含量，提高锰的浸取率，达到降低反应温度及缩短锰矿浸取时间的目的。(3)微波加热具有整体加热的特点，具有加热速快，无温度梯度，降低反应的能量消耗，热量利用率高、反应迅速，从而达到节约能源的目的。具体实施例方式实施例1取碳酸锰矿石(即菱锰矿，锰含量20.6％)10g，粉碎到100目，加入200g水调制成矿浆；再往矿浆加入浓硫酸(质量百分含量60％)150g和葡萄糖1g，在500W微波辐射下，搅拌反应10min，控制浸取温度为50℃，得到高价锰的硫酸锰浸出液，经测锰浸出率达92.1％。实施例2取碳酸锰矿石(即菱锰矿)100g，粉碎到120目，加入1000g水调制成矿浆；再往矿浆加浓硫酸(质量百分含量60％)1000g和溶解性淀粉10g，在600W微波辐射下，搅拌反应8min，控制浸取温度为60℃，得到高价锰的硫酸锰浸出液；经测锰浸出率达98.7％。实施例3取碳酸锰矿石(即菱锰矿)15g，粉碎到200目，加入210g水调制成矿浆；再往矿浆加浓硫酸(重量百分含量60％)200g和木屑1.3g，在700W微波辐射下，搅拌反应8min，控制浸取温度为60℃，得到硫酸锰浸出液，经测锰浸出率达99.2％。实施例4取碳酸锰矿石(即菱锰矿)150g(锰含量20.6％)，粉碎到180目，加入2000g水调制成矿浆；再往矿浆加浓硫酸(质量百分含量60％)2000g和稻壳10g，在1000W微波辐射下，搅拌反应4min，控制浸取温度为50℃，得到硫酸锰浸出液，经测锰浸出率达98.8％。实施例5取碳酸锰矿石菱锰矿150g，粉碎到200目，加入1500g水调制成矿浆；再往矿浆加浓硫酸(质量百分含量60％)2000g和稻壳15g，在800W微波辐射下，搅拌反应5min，控制浸取温度为55℃，得到硫酸锰浸出液，锰浸出率达99.1％。权利要求1.，其特征在于，具体步骤包括取100目～200目的碳酸锰矿石1份，加入10～20份水调制成矿浆；再往矿浆加入60％的硫酸，矿粉与硫酸的重量比为1∶6～9同时加入葡萄糖或植物生物质，矿粉与葡萄糖或植物生物质的重量比为10～15∶1搅拌均匀；在500W～1000W微波辐射下，搅拌反应4min～10min，控制浸取温度为50℃～60℃，经过滤得到浸出液。2.根据权利要求1所述的，其特征在于矿粉与水的重量比为1∶14。3.根据权利要求1所述的，其特征在于矿粉与硫酸的重量比为1∶8。4.根据权利要求1所述的，其特征在于微波功率为700W，加热时间为5min，反应温度控制在55℃左右。5.根据权利要求1所述的，其特征在于所述植物生物质为米糠、溶解性淀粉、木屑、秸秆或稻草中的任一种。全文摘要本专利技术提供一种，属湿法冶金领域。它是以葡萄糖或植物生物质和硫酸作为碳酸锰矿中的高价锰的还原剂，采用微波辐射葡萄糖促进高价锰还原，具体步骤包括取100目～200目的碳酸锰矿石1份，加入10～20份水调制成矿浆；再往矿浆加入浓度为60％的硫酸，矿粉与硫酸的重量比为1∶6～9；同时加入葡萄糖或植物生物质，矿粉与葡萄糖或植物生物质的重量比为10～15∶1搅拌均匀；在500W～1000W微波辐射下，搅拌反应4min～10min，控制浸取温度为50℃～60℃，经过滤得到浸出液。本专利技术具有反应温度较低、减少酸消耗及缩短锰矿浸取时间，热量利用率高、反应迅速之优点。文档编号C22B47/00GK101070565SQ20071007862公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日专利技术者陶长元, 曹渊, 刘作华, 杜军, 唐金晶 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
从碳酸锰矿石中浸取高价锰的方法，其特征在于，具体步骤包括：取１００目～２００目的碳酸锰矿石１份，加入１０～２０份水调制成矿浆；再往矿浆加入６０％的硫酸，矿粉与硫酸的重量比为１∶６～９；同时加入葡萄糖或植物生物质，矿粉与葡萄糖或植物生 物质的重量比为１０～１５∶１搅拌均匀；在５００Ｗ～１０００Ｗ微波辐射下，搅拌反应４ｍｉｎ～１０ｍｉｎ，控制浸取温度为５０℃～６０℃，经过滤得到浸出液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶长元，曹渊，刘作华，杜军，唐金晶，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]