高硫碳酸锰矿浸出及硫化氢产生量研究.pdf

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1、第2期矿产综合利用No．22015年4月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesApr．2015高硫碳酸锰矿浸出及硫化氢产生量研究周成显怡。，谢通慧，刘静，张永奎(1．四川大学化学工程学院，四川成都610065；2．成都市环境监测中心站，四川成都610072)摘要：本试验考察了用硫酸浸出高硫碳酸锰矿时，硫酸浓度、矿浆浓度、浸出时间、搅拌速率及矿酸比对锰浸出率及硫化氢产生量的影响。硫酸浸出碳酸锰矿的优化条件为：硫酸浓度0．2moVL、矿浆浓度40g／L、浸出时问1h、搅拌速率300r／min。本试验所用高硫碳酸锰矿在湿法浸出过程中硫化氢的最大产生量为

2、23．10mg硫化氢／g碳酸锰矿，在矿酸比(即浸出过程中矿浆质量浓度和硫酸质量浓度的比值)为2的条件下，硫化氢产生量为12．58mg硫化氢／g碳酸锰矿，比硫化氢的最大产生量减少了45．54％。本试验对高硫碳酸锰矿浸出及硫化氢产生量进行了研究，为实际工业应用提供了一定的理论依据和参考。关键词：高硫碳酸锰矿；浸出；硫化氢；产生量；优化doi：10．3969／j．issn．1000—6532．2015．02．011中图分类号：TD989；，I’F111文献标志码：A文章编号：1000—6532(2015)02—0052—04我国锰矿储量丰富，但品位较低。总储量中富察硫酸浓度、矿浆浓度、浸出时间、

3、搅拌速率及矿酸锰矿(氧化锰矿含锰大于30％、碳酸锰矿含锰大于比对高硫碳酸锰矿浸出效果的影响，研究了高硫碳25％)储量只占6．4％，贫锰矿储量占93．6％【lJ。随酸锰矿浸出及硫化氢产生规律，从而提高锰的浸出着经济的发展，金属锰的需求量日益增大，富锰矿资率并减少硫化氢的产生量。源不断减少。如何有效地开发利用本国的贫锰矿资1试验材料与方法源一直是我国锰矿研究的重点J。低品位碳酸锰矿是我国主要的锰矿石品种，由1．1试验材料于此类碳酸锰矿中杂质元素较多，给矿石的利用带试验用矿物取自四川省平武某锰矿，矿样经粉来了很多工艺上的难题。硫是碳酸锰矿的主要碎球磨后制成0．074mm的锰矿矿粉。通过x荧光杂质

4、元素之一，对矿石的湿法浸出和火法冶炼都有(主要化学成分见表1)、XRD及总硫分析可知，矿很大的危害。在湿法浸出工艺中，过高的硫元素含样锰含量为15．34％，总硫含量为6．58％，属于高硫量会阻碍浸出的进行，某些金属硫化物甚至会与浸碳酸锰矿。出剂中的酸反应生成剧毒的硫化氢气体，对环境和表1碳酸锰矿x荧光分析／％操作人员造成极大的威胁J。在火法冶炼工艺中，Table1X—rayflorescenceanalysisresultsof矿石中硫元素过高不能直接进入高炉冶炼工艺，必manganesecarbonateore须将矿石中硫元素含量降至1．5％以下才能进行火法冶炼工艺。在电解金属锰中，硫元

5、素是被主要控制的杂质之一，电解锰中的硫含量过高，会使合金材料的可塑性降低，严重影响合金材料的质量。国家对此也做出的严格规定，电解金属锰中的硫含量1．2浸出过程不能超过0．04％。浸出时首先在反应用三角瓶中加入不同浓度的本文利用硫酸对高硫碳酸锰矿进行浸出，并考硫酸溶液作为浸出溶液，然后投入一定量的矿粉与收稿日期：2014—07—10作者简介：周成显怡(1990一)，女，硕士研究生，研究方向为生物冶金。第2期周成显怡等：高硫碳酸锰矿浸出及硫化氢产生量研究‘53·硫酸反应，浸出过程中产生的硫化氢废气，被空气泵2．1H，S最大产生量吹人乙酸锌吸收瓶中，尾气中微量的硫化氢则被HS最大产生量3次重复试

6、验所得到的结果分NaOH安全瓶吸收。反应结束后，分别测定矿浆中别为：(23．6、22．2、23．5)mg硫化氢／g碳酸锰矿，取Mn浓度和硫化氢的产生量。反应装置见图1。平均值23．1mg硫化氢／g碳酸锰矿即为本试验所气用高硫碳酸锰矿Hs的最大产生量。硫化氢是具有刺激性气味的有毒有害气体，对环境及人体均存在一定危害。在后续实验中进行了不同浸矿条件下锰浸出率及硫化氢产生量的研究，从而找到锰浸出率高而硫化氢产生量少的浸出条件。1．空气泵；2．玻璃转子流量计；3．反应瓶；2．2硫酸浓度对浸出效果的影响4．磁力搅拌器；5．乙酸锌吸收瓶；6．NaOH安全瓶硫酸浓度的增加对锰浸出率和硫化氢产生量都图1反

7、应装置有促进作用(见图2)。当硫酸浓度达到0．2mol／LFig．1ExperimentalapparatusfigureofH2S时，锰的浸出率已经达到了90％以上。继续提高硫production酸浓度，锰浸出率变化不大。当硫酸浓度小于0．3mol／L时，HS产生量随硫酸浓度的增加迅速提高；1．3HS最大产生量分析当硫酸浓度大于0．3mol／L时，硫化氢产生量趋于矿样中的硫元素可能以硫酸盐、金属硫化物、硫稳定。试验结果