硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法技术

本发明专利技术介绍的硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再浸出方法，是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径≤180目后和≤1.5mm核桃壳粉一并加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术介绍的，是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径≤180目后和≤1.5mm核桃壳粉一并加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。【专利说明】
本专利技术涉及硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的一种再浸出方法。
技术介绍
碳酸锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于碳酸锰矿中含有一定的MnO2,MnO2不溶于硫酸，致使采用硫酸浸出碳酸锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。目前硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣产生量和堆存量均很大，废渣含锰约6%，具有再回收价值。采用湿法工艺对其再利用能依托产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备，比较容易实施，浸出工序是湿法工艺必不可少的工序，由此开发浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的具有较大实用价值。
技术实现思路
针对目前硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的再利用问题，本专利技术的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低、能与产生这类废渣的企业的现有工艺、设施和设备相匹配的，其特征在于将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径< 180目后和< 1.5mm核桃壳粉一并加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中。加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。得到的浸出溶液用于配制浸出碳酸锰矿的溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为0.5mol/L~lmol/L，硝酸的初始浓度为2g/L~10g/L。硫酸的加入量为将废渣中全部锰浸出的理论量的100%~105%。核桃壳粉的加入量以干基计为废渣中MnO2质量的100%~130%。整个浸出过程的温度为40°C~70°C，搅拌速度为50 r/min~130 r/min。浸出洛用水洗漆,洗漆水用于配制硫酸溶液用于废洛浸出。洗涤后的废渣送渣场存放。本专利技术的目的是这样实现的:废渣中可浸出元素主要是锰和铁，基本上分别呈Μη02、Μη(0Η)2和Fe2O3状态。在密闭并有核桃壳粉和硝酸存在的条件下，硫酸浸出废渣主要发生如下化学反应: nC6H1005 + nH2S04 =n (C5H11O5) HSO4 n (C5H11O5) HSO4 + ηΗ20 = nC6H1206 + nH2S04 C6H12O6 + 8ΗΝ03 = 8Ν0 + 6C02 + IOH2O nC6H1005 + 8nHN03 = 8nN0 + 6nC02 + 9nH20 3Mn02 + 2N0 + 3H2S04 = 3MnS04 + 2HN03 + 2H20 3Fe203 + 2N0 + 6H2S04 = 6FeS04 + 2HN03 + 5H20总反应为:12nMn02 + nC6H1005 + 12nH2S04 = 12nMnS04 + 6nC02 + 17nH2012nFe203 + nC6H1005 + 24nH2S04 = 24nFeS04 + 6nC02 + 29nH20此外Mn(OH)2发生如下化学反应:Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + H2O 核桃壳粉中的其它有机物也与硝酸反应生成N0、C02和H2O,生成的NO与MnO2 (或Fe2O3)和H2SO4按前述反应生成MnSO4 (或FeSO4)、HNO3和H2O。由于硝酸与核桃壳粉的反应速度很快，产生的NO与MnO2的反应也较快，由此加快整个浸出过程，并实现废渣中MnO2较完全浸出。只要控制好硫酸的加入量，就可以减少Fe进入浸出液的量。然而，硫酸加入量太少，将影响浸出速度和Mn的浸出率，所以为了保证Mn的浸出率，Fe浸出是不可避免的。进入浸出液的Fe2+对后续除铁(一般采用中和沉淀法)会产生不利影响。由于废渣中的锰含量较低，浸出液的Mn2+浓度偏低，浸出液直接进入企业现有的浸出液净化系统也存在工艺匹配问题。将本方法得到的浸出液用于配制浸出碳酸锰矿所需的硫酸溶液，可以根据企业现有工艺的需要，灵活调整碳酸锰矿浸出液的Mn2+浓度，实现与现有工艺的良好匹配。更为重要的是，本专利技术得到的浸出液中含有一定数量Fe2+，进入碳酸锰矿浸出系统后，发生如下化学反应:2FeS04 + MnO2 + 2H2S04 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H20 通过上述反应将原有硫酸浸出碳酸锰矿时，不能浸出的MnO2较完全浸出，不再产生新的高锰含量废渣。与此同时，Fe2+被氧化成Fe3+，有利于后续的浸出液净化过程，与现有工艺完全配备。本专利技术的突出优点是:经过上述一系列反应，最终硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣中的Mn基本上完全浸出，减少资源浪费，也不给后续溶液净化带来困难；浸出过程温度较低，反应速度较快，能耗较低；浸出夜返回碳酸锰矿的浸出系统，可提高碳酸锰矿中锰的浸出率，避免产生新的高锰废渣；过程在密闭条件下进行，避免了 NO逸出产生的环境污染。具体实施方法 实施例1:将2000g硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣(含锰6.2%、铁15.1%、粒径180目)和125g核桃壳粉(< 1.5mm)加入容积为5L的衬钛压力反应釜中，加入硫酸浓度为0.5mol/L、硝酸浓度为2g/L的混合溶液4.52L，于40°C~50°C下密闭搅拌(搅拌速度80r/min)浸出2h，浸出结束后进行液固分离和浸出渣的洗涤。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为97.5%。实施例2:将20kg硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣(含锰6.2%、铁15.1%、粒径180目)和1.5kg核桃壳粉(≥1.5mm)加入容积为50L的衬钛压力反应釜中，加入硫酸浓度为0.7mol/L、硝酸浓度为5g/L的混合溶液33L，于60V~70°C下密闭搅拌(搅拌速度70r/min)浸出lh。浸出结束后进行液固分离和浸出渣的洗涤。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.3%。【权利要求】1.一种硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣的一种再浸出方法，其特征是将硫酸浸出碳酸锰矿产生的废渣磨细到粒径< 180目后和< 1.5mm核桃壳粉一并加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液，得到的浸出溶液用于配制浸出碳酸锰矿的溶液，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为0.5mol/L~lmol/L，硝酸的初始浓度为2g/L~10g/L，硫酸的加入量为将废渣中全部锰浸出的理论量的100%~105%，核桃壳粉的加入量以干基计为废渣中MnO2质量的100%~130%，整个浸出过程的温度为40°C~70°C,搅拌速度为50 r/min~130 r/min,浸出洛用水洗漆,洗漆水用于配制硫酸溶液用于废渣 浸出。【文档编号】C22B7/04GK103757430SQ201310736410【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月29日 优先权日:2013年12月29日 【专利技术者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙炳清，龚婕，王杰才，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：