【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，尤其涉及一种提取富锰渣中金属锰的方法。
技术介绍
1、锰的用途广泛，在钢铁工业、有色冶金、化工、电子、电池、农业等领域均有涉及，其中钢铁工业消耗世界锰矿产量的95％。在冶炼高碳锰铁合金时加入的高品位锰矿，部分锰会与硅、铝等一起进入到富锰渣中，富锰渣中锰含量为10％～45％，锰主要以+2价、+3价和+4价态存在，其中+2价锰只占50％左右，富锰渣中的含锰量甚至高于国内部分低品位锰矿中的锰含量，故对其进行利用具有重要的意义。
2、目前提取富锰渣中锰的工艺主要有火法和湿法两种工艺，火法一般先用高温炉生产出硅锰合金，如公开号为cn109295364a的中国专利公开了一种利用富锰渣制备锰硅合金的方法，但火法的流程长、能耗大，经济性不理想；湿法通常采用酸浸法处理富锰渣，如公开号为cn102605186a和cn105925812a的中国专利都公开了采用硫酸处理富锰渣浸出生产硫酸锰的方法，但是由于富锰渣中含有的大量的硅，在强酸作用下会转化为硅酸胶体，即在mn2+溶出的同时，sio4 4-也进入溶液中形成凝胶状硅酸，并大量吸附mn2+，从而无法得到质量较高的硫酸锰过滤液，另一方面，酸浸过程中同步溶出的fe3+、ca2+、mg2+、al3+等杂质离子也会进入浸出物中，后续的除杂困难，且该方法耗酸量大、操作困难且锰提取率偏低。另外，公开号为cn110499422a的专利申请文件公开了一种富锰渣提取金属锰的方法，其采用球磨—加水调浆—酸浸—固液分离等工艺提取锰，但是此工艺仍然存在硅铝等元素同步溶出，耗酸量大，经济效益
3、因此，目前从提取富锰渣中锰时基本都存在浸出物分离困难、能耗太高、经济性不合理等问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提取富锰渣中金属锰的方法，克服现有技术采用酸液直接浸出，硅、铝也不可避免地被同时浸出到溶液中，在浸出时短时间内就形成大量的胶凝状胶体，造成锰的吸附损失，而且溶液的过滤分离极为困难，导致锰的提取不能顺利进行的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种提取富锰渣中金属锰的方法，包括以下步骤：
4、(1)将富锰渣、硫酸铵及添加剂混合球磨，得到混合物；其中，所述添加剂为软锰矿、锰阳极泥、二氧化锰中的一种或几种；
5、(2)将步骤(1)得到的混合物进行焙烧处理；
6、(3)对步骤(2)焙烧处理的产物进行水浸，固液分离，得到硫酸锰溶液。
7、上述的方法，优选的，步骤(1)中，硫酸铵的添加质量比例不低于15wt％。
8、上述的方法，优选的，步骤(1)中，添加剂的质量添加量为富锰渣中硫含量的1.2～1.5倍。
9、本专利技术在混料过程中加入添加剂，用以去除富锰渣中的s，在焙烧过程中s会转化为h2s和so2，h2s再与添加剂反应生成so2，主要发生的化学反应为mno2+h2s→mns+h2o+so2。
10、上述的方法，优选的，所述富锰渣和所述添加剂的粒度均为100～200目。
11、上述的方法，优选的，所述富锰渣为锰矿火法冶炼生产铁锰合金产生的副产物。
12、上述的方法，优选的，所述富锰渣中主要含有以硅酸盐的形式存在的mn、si、al、ca、fe等元素和s元素，富锰渣中mn的质量含量为10wt％～45wt％，si质量含量为5wt％～20wt％，al质量含量为3wt％～15wt％，ca质量含量为8wt％～20wt％，fe质量含量为0.1wt％～2.0wt％，s质量含量为0.1wt％～5wt％；所述添加剂中锰的质量含量为30wt％～60wt％。
13、上述的方法，优选的，步骤(2)中，将步骤(1)得到的混合物与不低于富锰渣质量的5wt％硫酸铵在坩埚中分层填充，具体包括先在坩埚中铺装一层硫酸铵层，再在硫酸铵层上方铺装一层步骤(1)得到的混合物层，如此反复，使得坩埚中填料的硫酸铵层数为1～5层，混合物层数为1～5层，且坩埚中填料最上层为混合物层。
14、上述的方法，优选的，步骤(2)中，焙烧处理的温度不低于150℃，焙烧时间不少于30min。
15、上述的方法，优选的，步骤(2)中，焙烧处理分为两段焙烧，先升温至150℃～450℃，焙烧30min～500min，再升温至700℃～900℃，焙烧30min～500min。
16、由于富锰渣中含有大量的硅、铝和钙等元素，第一段焙烧的目的主要是使硫酸铵分解产生还原性气体产物将混合物中的高价锰还原为可溶性的二价锰，同时采用添加剂处理富锰渣，以去除中富锰渣中的s元素，第二段焙烧的目的是将低温焙烧后产生的硅酸盐及硫酸盐分解为含硅核含铝的氧化物，使其在后续的水浸过程中不进入浸出液中或只是少量进入浸出液中。第一段焙烧温度过低时，硫酸铵分解不完全不能产生大量的还原性气体；而焙烧温度过高，能耗过大，且存在固相焙烧物板结或发生玻璃态转化而导致后续的浸出效率降低。
17、上述的方法，优选的，步骤(2)中，焙烧处理在空气气氛中进行。
18、上述的方法，优选的，步骤(3)中，水浸的液固质量比为3:1～5:1，水浸的温度为20℃～50℃，水浸的时间为20min～80min，水浸过程中的搅拌速率为500r/min～1000r/min。
19、上述的方法，优选的，步骤(1)中，所述球磨过程中的转速为100r/min～300r/min，球磨混合时间为20min～50min。
20、上述的方法，优选的，步骤(2)中，将焙烧过程中产生的气体依次通入水中吸收。
21、上述的方法，优选的，步骤(3)中，水浸后，富锰渣中锰浸出率高于90％，浸出渣中低于3％，所得的硫酸锰溶液中锰含量高于70g/l。
22、本专利技术的专利技术机理是：硫酸铵在温度高于225℃时发生分解反应，释放出大量的nh3、n2、so2和h2o，反应式如(1)下：
23、3(nh4)2so4→4nh3+n2+3so2+6h2o (1)；
24、其中释放的so2具有还原性质，可将高价锰(+3和+4)还原为低价(+2)，使富锰渣中的锰更易转化为水溶性的mnso4，反应式如(2)～(9)所示：
25、mn2o3+2(nh4)2so4+so2→2mnso4+nh3+h2o+so3(2)；
26、2mn2o3+4(nh4)2so4→4mnso4+8nh3(g)+4h2o+o2(3)；
27、mn2o3+so2→mno+mnso4(4)；
28、mno+(n本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提取富锰渣中金属锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，硫酸铵的添加质量比例不低于15wt％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，添加剂的质量添加量为富锰渣中硫含量的1.2～1.5倍。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)得到的混合物与不低于富锰渣质量的5wt％硫酸铵在坩埚中分层填充，具体包括先在坩埚中铺装一层硫酸铵，再在硫酸铵上方铺装一层步骤(1)得到的混合物，如此反复，使得坩埚中填料的硫酸铵层数为1～5层，混合物层数为1～5层，且坩埚中填料最上层为混合物层。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧处理的温度不低于150℃，焙烧时间不少于30min。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧处理分为两段焙烧，先升温至150℃～450℃，焙烧30min～500min，再升温至700℃～900℃，焙烧30min～500min。
7.如权利要求1～4中任一
8.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，水浸的液固质量比为3:1～5:1，水浸的温度为20℃～50℃，水浸的时间为20min～80min，水浸过程中的搅拌速率为500r/min～1000r/min。
9.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨过程中的转速为100r/min～300r/min，球磨混合时间为20min～50min。
10.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将焙烧过程中产生的气体依次通入水中吸收。
...【技术特征摘要】
1.一种提取富锰渣中金属锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，硫酸铵的添加质量比例不低于15wt％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，添加剂的质量添加量为富锰渣中硫含量的1.2～1.5倍。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)得到的混合物与不低于富锰渣质量的5wt％硫酸铵在坩埚中分层填充，具体包括先在坩埚中铺装一层硫酸铵，再在硫酸铵上方铺装一层步骤(1)得到的混合物，如此反复，使得坩埚中填料的硫酸铵层数为1～5层，混合物层数为1～5层，且坩埚中填料最上层为混合物层。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧处理的温度不低于150℃，焙烧时间不少于30min。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：常军，任富忠，石维，安茂艳，何江波，王子阳，谢子楠，张倩，
申请(专利权)人：铜仁学院，
类型：发明
国别省市：
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