一种硫酸锰的生产方法技术

本发明专利技术提供一种硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：步骤1反应，将硫磺粉末、浓硫酸和钙锰渣混合，在惰性气体保护下升温至120

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸锰的生产方法


[0001]本专利技术涉及钙锰渣的资源综合利用技术，尤其涉及一种硫酸锰的生产方法。

技术介绍

[0002]钒钛磁铁矿经过炼铁，吹氧，获得钒渣，经过钙化焙烧、硫酸浸出，获得含钒和锰的硫酸溶液，提取钒后，采用氧化沉淀的方法，使锰形成二氧化锰与硫酸钙混合进入渣中，形成钙锰渣，其主要成分为MnO2/硫酸钙。
[0003]现有工业技术很容易将硫酸锰溶液中的铁及重金属杂质去除干净，但钙镁杂质难以去除，因此，制备高纯硫酸锰的技术关键在于去除钙镁杂质。在现有工业技术中，去除硫酸锰溶液中钙镁杂质的方法有氟化物沉淀法和电解金属锰片法。
[0004]用氟化物沉淀法去除钙杂质，由于氟化钙的溶度积较大，以及沉淀物难以在室温条件下生成的特性，氟化物沉淀法除钙的操作需要在90℃以上的温度条件下长时间地进行，该方法的主要缺点是效果差、能耗高。
[0005]电解金属锰片法对钙镁杂质具有较好的去除效果，但首先需要将硫酸锰溶液中的钙镁及重金属杂质尽可能去除干净(重金属杂质使析氢过电位降低，从而降低金属锰片的生产效率；大量的钙镁杂质容易在阴极产物中形成夹杂，从而增加电解锰片的钙镁杂质浓度)，再以硫酸铵为缓冲剂，在PH值接近中性和较高的电流密度、较高的槽电压条件下进行电解提取，在阴极上以约60％的电流效率析出电解锰片，然后将电解锰片溶于稀硫酸，制得高纯硫酸锰溶液。该方法的主要缺点是工序多、能耗高、效率低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对目前硫酸锰溶液中钙镁杂质去除的方法存在效果差、能耗高，导致钙锰渣无法有效利用的问题，提出一种硫酸锰的生产方法，该方法以钙锰渣为原料制备高纯度硫酸锰，其步骤简单，原料易取易得，生产成本低。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1反应
[0009]将硫磺粉末、浓硫酸和钙锰渣混合，在惰性气体保护下升温至120
‑
300℃，反应1
‑
6h，获得产物和尾气；
[0010]步骤2尾气吸收
[0011]将水、浓硫酸和钙锰渣混合制备成浆液，升温至60
‑
100℃，通入步骤1尾气，搅拌反应，过滤获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；
[0012]步骤3浸出
[0013]将步骤1产物投入水中，搅拌，升温溶解，过滤，获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；
[0014]步骤4结晶
[0015]将步骤2和步骤3的硫酸锰溶液结晶，获得硫酸锰晶体。
[0016]进一步地，所述钙锰渣为：钒钛磁铁矿经过炼铁、吹氧获得的钒渣经过钙化焙烧、硫酸浸出，获得含钒和锰的硫酸溶液，所述硫酸溶液提取钒后，采用氧化沉淀的方法得到的废渣。
[0017]进一步地，所述钙锰渣中包括二氧化锰和硫酸钙。
[0018]进一步地，所述钙锰渣中二氧化锰含量大于50％，硫酸钙含量小于40％，铁含量小于2％，镁含量小于0.5％。本专利技术中如无特殊说明，％均为质量百分含量。
[0019]进一步地，步骤1中所述硫磺粉末、浓硫酸和钙锰渣的质量比为0.2
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0.4：0.4
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0.6：1。优选的质量比为0.25
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0.3：0.45
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0.55：1。
[0020]进一步地，步骤1中浓硫酸浓度为70
‑
98％wt。
[0021]进一步地，步骤1中在惰性气体保护下升温至120
‑
200℃，反应2
‑
4h。
[0022]进一步地，步骤1所述惰性气体包括但不限于氩气。步骤1反应采用气氛炉。
[0023]进一步地，步骤2中所述水、浓硫酸和钙锰渣的质量比为0.5
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1.0：0.1
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0.3：1。优选的质量比为0.6
‑
0.8：0.15
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0.25：1。
[0024]进一步地，步骤2中升温至80
‑
100℃。
[0025]进一步地，步骤3产物和水的质量比为1：0.3
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0.8。
[0026]进一步地，步骤3升温温度为50
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100℃，优选70
‑
100℃。
[0027]进一步地，步骤4结晶温度为80
‑
150℃。
[0028]本专利技术以钙锰渣为原料生产硫酸锰的反应原理如下：
[0029]步骤1是硫磺的还原反应，把二氧化锰还原制备为硫酸锰，尾气为二氧化硫
[0030]步骤2是二氧化硫的还原反应，制备出硫酸锰。
[0031]本专利技术硫酸锰的生产方法，与现有技术相比较具有以下优点：
[0032]1)本专利技术以废弃物钙锰渣为主要原料，通过还原变为可溶的硫酸锰和不溶的硫酸钙，过滤除去硫酸钙，剩余硫酸锰溶液通过结晶获得杂质低的硫酸锰晶体，钙镁杂质的去除效果好，钙、镁含量低于10ppm
[0033]2)本专利技术采用硫磺作为还原剂，成本低；
[0034]3)步骤1反应过程中产生的尾气可以用于锰的还原，所以不产生废气，对环境友好，对设备要求不高；
[0035]4)本专利技术两步还原(步骤1硫磺和步骤2二氧化硫尾气)，使锰的还原更充分，再溶解，结晶，步骤简单，易于工业化。
附图说明
[0036]图1为实施例1硫酸锰的XRD图；
[0037]图2为实施例2硫酸锰的XRD图。
具体实施方式
[0038]以下结合实施例对本专利技术进一步说明：
[0039]实施例1
[0040]本实施例公开了一种硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：
[0041]1.分别称量硫磺粉末、浓硫酸(98％)和钙锰渣，质量比为0.25：0.45：1，将三种原
料混合，置于气氛炉内，在氩气气氛下升温至150℃反应，反应3h，获得产物和尾气；本实施例钙锰渣为钒钛磁铁矿经过炼铁、吹氧获得的钒渣经过钙化焙烧、硫酸浸出，获得含钒和锰的硫酸溶液，所述硫酸溶液提取钒后，采用氧化沉淀的方法得到的废渣。所述钙锰渣包括二氧化锰55％，硫酸钙含量小于39％，铁含量1.6％，镁含量0.4％。
[0042]2.将水、浓硫酸(98％)和钙锰渣混合形成浆液，质量比为0.6：0.15：1，升温至80℃，通入步骤1尾气，搅拌反应2h，过滤获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；
[0043]3.将步骤1产物投入水中，产物和水的质量比为1：0.4搅拌，升温90℃溶解，过滤，获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；
[0044]4.将步骤2和步骤3的硫酸锰溶液在100℃下结晶，获得硫酸锰晶体。
[0045]制备得到的硫酸锰XRD测试图如图1所示，强度峰明显，无杂峰。
[0046]实施例2
[0047]本实施例公开了一种硫酸锰的生产方法，包括以下步骤：
[0048]1.分别称量硫磺粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸锰的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1反应将硫磺粉末、浓硫酸和钙锰渣混合，在惰性气体保护下升温至120
‑
300℃，反应1
‑
6h，获得产物和尾气；步骤2尾气吸收将水、浓硫酸和钙锰渣混合制备成浆液，升温至60
‑
100℃，通入步骤1尾气，搅拌反应，过滤获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；步骤3浸出将步骤1产物投入水中，搅拌，升温溶解，过滤，获得硫酸锰溶液和硫酸钙渣；步骤4结晶将步骤2和步骤3的硫酸锰溶液结晶，获得硫酸锰晶体。2.根据权利要求1所述硫酸锰的生产方法，其特征在于，所述钙锰渣中包括二氧化锰和硫酸钙。3.根据权利要求1或2所述硫酸锰的生产方法，其特征在于，所述钙锰渣中二氧化锰含量大于50％，硫酸钙含量小于40％，铁含量小于2％，镁含量小于0.5％。4.根据权利要求1所述硫酸锰的生产方法，其特征在于，步骤1中所述硫磺粉末、浓硫酸和钙锰渣的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚俊龙，郝琦，孙久林，李茜，崔静怡，李洋，
申请(专利权)人：大连融科储能集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：