一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法与流程

本发明属于湿法冶金，尤其涉及一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法。

背景技术：

1、氧化锰矿是生产电池级硫酸锰、高纯氧化锰重要的原材料。在硫酸盐体系中氧化锰矿的浸出主要分为两种，一种是传统工艺氧化锰矿焙烧还原法，用煤作还原剂焙烧，使氧化锰矿中mno2转化为mno，然后用硫酸浸出。但该法存在着能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题；另一种浸出方法为两矿加酸法，是将氧化锰矿和硫铁矿与硫酸以一定的配比配成料浆，在一定的温度下，使氧化锰矿中的高价锰还原生成硫酸锰。浸出液再经除铁、除重、除钙、镁、脱氟、过滤、结晶、干燥等步骤生产电池级硫酸锰。此法取消了高温还原焙烧工序，降低了劳动强度，改善了劳动条件、简化了生产流程，是生产电池级硫酸锰的较好方法之一。

2、但以上两种氧化锰矿浸出方法，在浸出过程中不可避免地使钙、镁、钾、钠等杂质元素离子进入硫酸锰浸出液中。以钙、镁离子为例，其浸出液中ca离子浓度约为600mg/l，mg离子浓度约为400～800mg/l，为了使产品中杂质元素含量达标，必须对浸出溶液进行除铁、除重、除钙、镁、脱氟、浊度调节等除杂操作，以满足溶液结晶或氧化沉锰要求。故一般电池级锰系产品前端溶液净化工艺流程长，操作极其繁琐，生产成本居高不下。在目前日趋激烈的市场竞争环境下，大部分厂家因生产经营困难，难以为继，有部分厂家长期处于停产的状态。

3、目前生产企业为了降低氧化锰矿酸浸成本，逐渐开展炼矿尾气(so2)吸收还原氧化锰矿研究与应用。本工艺先是利用球磨制备出粒度较细的氧化锰矿粉末，通过加稀硫酸洗涤的方式去除氧化锰矿中夹杂的可浸出杂质元素，从原材料源头去除了钙、镁、钾、钠等湿法冶金较难分离的杂质元素。其次，公开报道资料显示炼矿尾气(so2)吸收还原氧化锰矿所用设备均为吸收塔或常规反应釜，so2吸收利用效率低，需多级串联吸收，设备庞大，存在浸出净化工艺流程长、操作繁琐、成本高的工艺弊端。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，针对上述氧化锰矿浸出净化工艺流程长、操作繁琐、成本高的工艺弊端。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，包括以下步骤：

3、s1：将氧化锰矿球磨研成粉末；

4、s2：取适量步骤s1制备的氧化锰矿粉，加入至稀硫酸水溶液中，常温浸泡酸洗，固液分离；

5、s3：将酸洗后的氧化锰矿粉与水混合化浆；

6、s4：将步骤s3的料浆加入气体导流筒反应釜中搅拌，将浆料温度加热至60～80℃；

7、s5：在步骤s4的料浆通入炼铜尾气，反应浸出，炼铜尾气中二氧化硫的体积含量为20％～50％；

8、s6：在步骤s5浸料浆中，加入适量还原锰粉(mno)及bas，快速调节料浆溶液ph至4.5～5.5，过滤除渣，去除溶液中fe3+、al3+、si4+及重金属等杂质元素，制得低含k-、na+、ca2+、mg2+等含杂质元素离子极低的硫酸锰溶液。

9、优选地，步骤s1中，氧化锰矿球磨至200目～600目。

10、优选地，步骤s2中，稀硫酸水溶液的浓度为20～100g/l，常温浸泡酸洗时间为1～4h。

11、优选地，步骤s3中，氧化锰矿粉与水的固液重量比为1:4～1:2。

12、优选地，步骤s4中，搅拌速率为400～800rpm。

13、优选地，步骤s5中，反应压力为1～5kpa，反应时间为3～6h。

14、优选地，步骤s5中，炼铜尾气中二氧化硫的体积含量为40％。

15、由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

16、本发明利用球磨制备出粒度较细的氧化锰矿粉末，通过加稀硫酸洗涤的方式去除氧化锰矿中夹杂的可浸出杂质元素，从原材料源头去除了钙、镁、钾、钠等湿法冶金较难分离的杂质元素，拓宽了so2尾气还原浸出氧化锰矿的适用种类；酸洗浆化后通入炼铜so2尾气低酸还原浸出氧化锰矿，由于矿粉粒度较细，且酸洗后矿粉湿料含有一定量的硫酸，在还原浸出过程中继续浸出氧化锰矿中的二价锰，矿粉活化程度高，有利于so2低酸还原浸出反应的进行，浸出液中杂质元素离子含量少，氧化锰矿总锰浸出率较高，浸出可达97％以上；

17、加入适量还原锰粉(mno)及bas除杂剂，快速调节料浆溶液ph至5.5，能快速有效地去除硫酸锰溶液中的杂质元素离子，压滤后硫酸锰溶液中，fe3+、al3+、si4+、k-、na+、ca2+、mg2+及重金属等杂质元素离子，含量极低。

18、本工艺浸出还原反应设备采用气体导流筒反应釜，在so2吸收还原浸出过程中，搅拌液面会产生湍流和涡流，在其液面表面形成负压，减少了釜内so2的逸出，也可有效地改善so2与浆料两相之间的分离现象，改善反应体系内物质的传递和混合，从而提高so2还原浸出氧化锰矿反应速率和反应效果，简化了设备规模。

19、与现有工艺相比，本浸出工艺适合高任意种类氧化锰矿so2还原浸出，且氧化锰矿的总mn浸出率更高；从根本上降低了浸出硫酸的消耗，除杂后的硫酸锰溶液不需除钙、镁及脱氟工序即可应用锰系产品生产。工序流程短，生产效率高，对氧化锰矿品类具有很高的适用性，生产成本极低，极具的生产应用价值。

1.一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s1中，氧化锰矿球磨至200目～600目。

3.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s2中，稀硫酸水溶液的浓度为20～100g/l，常温浸泡酸洗时间为1～4h。

4.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s3中，氧化锰矿粉与水的固液重量比为1:4～1:2。

5.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s4中，搅拌速率为400～800rpm。

6.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s5中，反应压力为1～5kpa，反应时间为3～6h。

7.根据权利要求1所述的一种以氧化锰矿为原料制备低杂质硫酸锰溶液的方法，其特征在于，步骤s5中，炼铜尾气中二氧化硫的体积含量为40％。