中、低品位锰矿废酸制备锰盐产品工艺研究.pdf

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1、总第148期山西冶金Total1482014年第2期SHANXIMETAURGYNo．2，2014试实、验硪炱中、低品位锰矿废酸制备锰盐产品工艺研究刘亮，毛小浩，赵平源(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003)摘要：在实验室对废酸处理中、低品位锰矿资源提取锰盐产品的工艺进行研究。实验结果表明，通过浸出、净化、分离后浓缩、结晶等工艺制备出符合HG／T3816-2006标准的四水氯化锰产品。关键词：废盐酸菱锰矿四水氯化锰中图分类号：TD981文献标识码：A文章编号：1672—1152(2014)02-00

2、16-03钛生产过程中会产生大量的废盐酸，由于杂质的表1菱锰矿化学成分％存在及浓度不稳定等原因带来的影响使其难以二次ttJ(Mn)1(TFe)(c)1w(Mg)I(si)利用。目前，针对这部分废酸的处理主要是中和后堆15．8ll10．445．98f1．08f7．4存和治理达标后排放或利用，然而在此过程中带来了1．2浸出实验环境危害，堆存、利用成本增加等诸多问题。同时，地盐酸浸出菱锰矿的主反应为盐酸与碳酸锰固一处西南的贵州作为矿产资源大省之一，其锰矿资源居液反应，其反应见方程式(1)。此反应由固体碳酸锰于全国

3、的前几位，在遵义地区储有大量的锰矿资源。溶人盐酸后生成可溶的氯化锰、二氧化碳与水，通过由于多年来无序开采情况严重，高品位易采选矿数量查阅热力学手册，计算反应在标准状态下吉布斯自急剧减少，而中、低品位难以处理的锰矿资源却大量由能为一42．887kJ／tool，可以推算出80℃下此反应存在。这部分锰矿存在品位低、易粉化、杂质种类多等的吉布斯自由能为-49．499kJ／tool，可见反应可以自“贫、细、杂”的特点，在现有的锰工业中难以高效利发正向进行，并且不存在逆向反应t一。产物氯化锰可用。本文结合以上两方面的现

4、状，提出“使用遵义钛业溶于浸出体系，反应符合未反应核收缩模型的特征，生产所得废盐酸处理当地的锰矿资源以制取锰盐产在足够的矿粒度及搅拌强度的条件下，反应受界面品”工艺。此工艺通过优化浸出过程条件，在实验室内化学反应控速。除主反应外在体系中脉石还存在如对锰矿浸出提取锰盐母液，对所得富锰溶液净化除’方程式(2)(5)所示的反应。杂、浓缩结晶后制取得到符合现行工业标准的四水氯MnCO3+2HCl(aq)=MnC12+H20+CO2(g)(1)化锰产品，为中、低品位的锰矿资源综合利用提供了Fe203+6HCl(aq)

5、：2FeC】3+3H20(2)一个工艺思路，并且对钛生产企业所得废盐酸的处理FeO+2HCl(aq)=FeCI2+H20(3)也提供了一个实际可行的方法。CaO+2HCI(aq)=CaC12+H20(4)1实验MgO+2HCI(aq)=MgC12+H20(5)1．1实验原料本文实验浸出反应以1L的烧杯作为反应容实验所用原矿为遵义地区的菱锰矿，主成分为器，在恒温水浴锅中加热并采用机械搅拌方式，其问碳酸锰，脉石以菱铁矿、方解石、白云石、石英等为需要根据浸出体系的体积变化补充水分，以保持体主。通过球磨使粒度小于1

6、00目的反应使用原矿占系的液固比。反应前在烧杯中加入定量的水分，然后到9O％以上，其成分见表1。浸出过程使用的工业盐取计算量盐酸缓慢倒入烧杯并加温至反应设定温酸来源于遵义钛业集团，浓度(盐酸的质量分数)约度，开启机械搅拌，再缓慢将菱锰矿加入烧杯。由于为20％～25％。实验浸出及净化过程中使用的药品反应会产生大量的气体，使体积急剧膨胀，所以要严都是分析纯的试剂。格控制加入菱锰矿的速度，防止液面溢出。待计量矿收稿日期：2013-10—31全部加入后，开始计算反应时间。当反应到达设定时第一作者简介：刘亮(1982

7、一)，男，研究方向：有色金属冶金，间后，停止搅拌，过滤得到浸出溶液。对浸出液中锰讲师。E—mail：liuliang518@163．com含量采用硝酸铵化学滴定法进行定量分析，并用原2014年第2期刘亮：中、低品位锰矿废酸制备锰盐产品工艺研究子吸收分光光度计进行分析校验。由图t可确定浸出反应因素最佳反应条件，即：1．3浸出过程主要因素对锰浸出率的影响温度为80℃，时间为60min，液固比为2．5，酸过量菱锰矿盐酸浸出过程中主要影响因素有反应时系数为1-3。间，反应温度，反应液固比，盐酸使用量等因黎，见1．4

8、净化实验图1。实验使用选备菱锰矿200g，加入定量的废酸，浸出反应后过滤所得溶液除含锰外，主要杂质在控制体系液固比、温度、反应时间的条件下进行浸成分为铁、钙、镁及微量的重金属。铁的去除可以在出反应。浸出过程中同时进行，浸出反应初期，由于大量酸的存在，反应过程pH值保持在O．5～1．0左右，反应到30min后，加入双氧水作为氧化剂，在浸出反应临近终点时，使用CaO调节体系pH值将反应终点pH值控制在4．0—5．0范