【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一氧化锰生产加工技术，具体涉及一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法及系统，属于一氧化锰生产加工。
技术介绍
1、锰矿在我国已属短缺资源之一，而现有资源贫多富少，富矿资源仅占6.43％，资源杂质含量高，因此，充分利用贫氧化锰矿资源，提高锰矿产品质量，十分必要。如何低成本高效利用这些氧化锰矿资源，为电解金属锰提供优质原料，已成为制约锰产业发展的瓶颈。
2、软锰矿是生产硫酸锰的重要原料，世界上约60％的硫酸锰由软锰矿加工制得。软锰矿不溶于硫酸，必须把它还原成一氧化锰(mno)，才能和硫酸反应制得硫酸锰。传统工艺是用煤作还原剂焙烧，使软锰矿中mno2转化为mno，然后用硫酸浸出，但该法存在能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题。而两矿焙烧法同样存在诸多缺点，如硫锰矿焙烧法使mno2转变为mnso4，fes2转变为fe2o3，然后用水浸出的工艺，其需在高硫锰比下长时间焙烧，不仅造成fes2未能充分利用，且渣量大，难处理，同时还存在烟气处理等问题。而在直接酸浸法中往往有锰浸出率低、矿渣难处理和硫酸用量大等缺点。
3、我国以软锰矿(mno2·nh2o)为原料生产硫酸锰主要采用还原焙烧-硫酸浸出-浓缩结晶的工艺流程，传统工艺生产一氧化锰的还原焙烧设备是传统的反射炉，这种设备热耗高，床能力小，锰回收率低，劳动条件差。二十世纪八十年代，云南、湖南湘西及广东等地曾先后建成回转窑进行这方面的尝试，但由于原料粒度细、回转窑结构和技术问题，窑内粘结现象严重，大部分回转窑均无法正常用于生产。近年来开发的一种热回收型氧化锰矿
技术实现思路
1、针对现有技术中采用软锰矿制备一氧化锰存在能耗高、锰回收率低、环境污染严重等问题，本专利技术提供了一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法及系统，通过将软锰矿进行预处理，使得软锰矿中的不同价态的锰元素几乎都转变为二氧化锰的形式存在，然后再采用流态化还原焙烧的方式，在还原性气氛下直接将二氧化锰还原为一氧化锰，具有生产效率高，锰回收率高，能耗低，对环境污染小等特点。
2、为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案具体如下所述：
3、根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法：
4、一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法，该方法包括以下步骤：
5、1)将软锰矿破碎磨矿后进行热解处理得到锰矿粉。
6、2)先向锰矿粉中加入水并加热进行反应，然后再升温并通入含氧气体进行反应，得到一氧化锰前驱体。
7、3)将一氧化锰前驱体与还原剂进行混合反应得到一氧化锰。
8、作为优选，在步骤1)中，热解处理的温度为900-1000℃，优选为930-980℃，更优选为950-970℃。热处理的时间不超过10min，优选为0.5-8min，更优选为1-5min(反应时长一般为使得三氧化二锰基本转变为四氧化三锰，在此过程中会有少量的二氧化锰也转变为四氧化三锰)。
9、作为优选，在步骤1)中，锰矿粉的粒径为不大于1mm，优选为0.1-0.9mm，更优选为0.15-0.8mm。
10、作为优选，在步骤1)中，进行热解处理时的气氛中其氧含量不高于10wt％，优选为不高于5wt％，更优选为不高于3wt％。
11、作为优选，在步骤2)中，向锰矿粉中加入的水为温度不低于80℃的热水或水蒸汽。
12、作为优选，在步骤2)中，加热后的反应温度为80-200℃，优选为90-180℃，更优选为100-150℃。反应时间为1-60min，优选为3-45min，更优选为5-30min(反应时长一般为使得四氧化三锰基本转变为mnooh)。
13、作为优选，在步骤2)中，含氧气体为氧含量不低于20wt％的气体，优选为氧含量不低于40wt％的气体，更优选为氧含量不低于60wt％的气体。
14、作为优选，在步骤2)中，升温后的反应温度为200-500℃，优选为230-400℃，更优选为260-350℃。反应时间为1-120min，优选为5-90min，更优选为8-60min(反应时长一般为使得mnooh基本转变为二氧化锰)。
15、作为优选，在步骤3)中，所述还原剂为生物质炭和/或还原性气体，优选为含co和/或含氢气的混合还原气。
16、作为优选，在步骤3)中，混合反应的温度为500-1200℃，优选为550-1000℃，更优选为600-900℃。反应时间为0.1-3h，优选为0.3-2.5h，更优选为0.5-2h。
17、作为优选，所述混合反应为流态化混合反应。所述混合还原气中co和/或氢气的含量为3-15wt％，优选为5-10wt％，其余气体为氮气。混合还原气的流速为0.2-2m/s，优选为0.3-1.8m/s。
18、根据本专利技术的第二种实施方案，提供一种采用软锰矿制备一氧化锰的系统：
19、一种采用软锰矿制备一氧化锰的系统或用于第一种实施方案的系统，该系统包括破碎磨矿装置、热解装置、水热反应装置、氧化反应装置以及还原反应装置。所述破碎磨矿装置、热解装置、水热反应装置、氧化反应装置、还原反应装置依次串联设置。
20、作为优选，所述破碎磨矿装置包括破碎机、磨矿机以及筛分机。破碎机、磨矿机、筛分机依次串联设置。所述筛分机的筛下物料出口通过输料机构与热解装置的进料端相连接，筛分机的筛上物料出口通过返料机构与磨矿机的进料端相连接。
21、作为优选，筛分机的筛孔孔径不大于1mm，优选为0.5-1mm。
22、作为优选，所述热解装置为热解炉、回转窑、热解炉管中的一种。
23、作为优选，所述水热反应装置、氧化反应装置分别独立的为反应釜、反应罐、反应塔、反应管(炉管)中的一种。
24、作为优选，所述还原反应装置为竖式流态化还原炉(一般其内部自带有电加热装置)，在还原炉的侧壁下部设置有与氧化反应装置排料端相连接的还原进料口，在还原炉的底壁上设置有还原气进气口，在还原炉的顶部设置有还原排料口。
25、作为优选，所述热解装置、水热反应装置、氧化反应装置自上而下设置在还原反应装置的侧壁外部，并且热解装置、水热反应装置、氧化反应装置依次串联共同构成三段式的反应炉管，在对应热解的炉管上段(即热解装置段)管壁上开设有保护气入口和出口，在对应水热反应的炉管中段(即水热反应装置段)管壁上开设有水蒸汽入口和出口，在对应氧化反应的炉管下段(即氧化反应装置段，该段出料端与还原反应装置的还原进料口相连接)管壁上开设有含氧气体入口和出口。优选，所述反应炉管自上而下呈螺旋式盘绕设置在还原反应装置的侧壁外部。
26、作为优选，该系统还包括有物料水冷装置。物料水冷装置的进料端通过排料管与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，热解处理的温度为900-1000℃，优选为930-980℃，更优选为950-970℃；热处理的时间不超过10min，优选为0.5-8min，更优选为1-5min；和/或
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，向锰矿粉中加入的水为温度不低于80℃的热水或水蒸汽；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，含氧气体为氧含量不低于20wt％的气体，优选为氧含量不低于40wt％的气体，更优选为氧含量不低于60wt％的气体；和/或
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，所述还原剂为生物质炭和/或还原性气体，优选为含CO和/或含氢气的混合还原气；和/或
6.一种采用软锰矿制备一氧化锰的系统或用于如权利要求1-5中任一项所述方法的系统，其特征在于：该系统包括破碎磨矿装置(1)、热解装置(2)、水热反应装置(3)、氧化反应装置(
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述破碎磨矿装置(1)包括破碎机(101)、磨矿机(102)以及筛分机(103)；破碎机(101)、磨矿机(102)、筛分机(103)依次串联设置；所述筛分机(103)的筛下物料出口通过输料机构与热解装置(2)的进料端相连接，筛分机(103)的筛上物料出口通过返料机构与磨矿机(102)的进料端相连接；
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于：所述热解装置(2)为热解炉、回转窑、热解炉管中的一种；和/或
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述还原反应装置(5)为竖式流态化还原炉，在还原炉的侧壁下部设置有与氧化反应装置(4)排料端相连接的还原进料口(501)，在还原炉的底壁上设置有还原气进气口(502)，在还原炉的顶部设置有还原排料口(503)；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：该系统还包括有物料水冷装置(6)；物料水冷装置(6)的进料端通过排料管与还原排料口(503)相连接；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种采用软锰矿制备一氧化锰的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，热解处理的温度为900-1000℃，优选为930-980℃，更优选为950-970℃；热处理的时间不超过10min，优选为0.5-8min，更优选为1-5min；和/或
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，向锰矿粉中加入的水为温度不低于80℃的热水或水蒸汽；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，含氧气体为氧含量不低于20wt％的气体，优选为氧含量不低于40wt％的气体，更优选为氧含量不低于60wt％的气体；和/或
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，所述还原剂为生物质炭和/或还原性气体，优选为含co和/或含氢气的混合还原气；和/或
6.一种采用软锰矿制备一氧化锰的系统或用于如权利要求1-5中任一项所述方法的系统，其特征在于：该系统包括破碎磨矿装置(1)、热解装置(2)、水热反应装置(3)、氧化反应装置(4)以及还原反应装置(5)；...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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