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[發明專利]一種低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法有效

專利信息
申請號: 201710687368.3 申請日: 2017-08-11
公開(公告)號: CN107586951B 公開(公告)日: 2018-10-26
發明(設計)人: 孫維義;蘇仕軍;丁桑嵐 申請(專利權)人: 四川大學
主分類號: C22B3/08 分類號: C22B3/08;C22B3/44;C22B47/00;C25C1/10
代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202 代理人: 呂建平
地址: 610065 四川*** 國省代碼: 四川;51
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 品位 碳酸 錳礦 同步 資源 利用 方法
【權利要求書】:

1.一種低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于包括如下工藝步驟:

(1)一批次浸出:以低品位的碳酸錳礦與電解錳生產用電解陽極液配制錳礦漿,利用陽極液中的硫酸同步浸出所述碳酸錳礦中的錳和鐵,得到含有硫酸錳、硫酸亞鐵及礦渣的漿液,充分浸出后進行固液分離,得到礦渣和分離液;

(2)一批次除鐵:在步驟(1)所得分離液中加入氧化劑,分離液中的硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵,硫酸鐵與來自電解陽極液中的硫酸銨反應生成黃銨鐵礬,充分轉化反應后進行固液分離,得到黃銨鐵礬渣和分離液;

(3)二批次浸出:將一批次浸出中電解陽極液體積用量50%且誤差不大于10%的電解陽極液和步驟(2)中的全部分離液混合,與一批次浸出中所述低品位碳酸錳礦質量用量50%且誤差不大于10%的低品位碳酸錳礦配制錳礦漿,同步浸出所述碳酸錳礦中的錳和鐵,得到含有硫酸錳、硫酸亞鐵及礦渣的漿液,充分浸出后進行固液分離,得到礦渣和分離液;

(4)二批次除鐵:在步驟(3)所得分離液中加入氧化劑,使分離液中的硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵,硫酸鐵與來自電解陽極液中的硫酸銨反應生成黃銨鐵礬,充分轉化反應后進行固液分離,得到黃銨鐵礬渣和分離液;

(5)黃銨鐵礬熱解:將(2)和(4)所得黃銨鐵礬渣集中,經洗滌、干燥處理后,先于300~450℃進行低溫熱解,產生的氨氣排出,經低溫熱解后再于650~950℃進行高溫熱解制備三氧化二鐵產品和二氧化硫氣體,或于1000~1250℃進行高溫熱解制備四氧化三鐵產品和二氧化硫氣體;

(6)氣體資源化;將步驟(5)產生的氨氣用水吸收制成氨水,產生的二氧化硫經催化氧化轉化為三氧化硫;

(7)中和除鋁:利用步驟(6)所得氨水調節步驟(4)所得分離液pH至5~7,使溶液中的鋁離子轉化為氫氧化鋁,充分轉化反應后進行固液分離,得到氫氧化鋁渣和分離液;

(8)除重金屬:在步驟(7)所得分離液中加入硫化劑,與分離液中的重金屬反應生成硫化物沉淀,充分反應沉淀后進行固液分離,得到硫化物渣和分離液;

(9)錳回收:在將步驟(8)所得分離液中加入抗氧化劑進行電解,得到電解錳并產生含有硫酸的電解陽極液;

(10)電解陽極液的返回:將步驟(9)所得電解陽極液按照步驟(3)所述的體積比例分為兩部分,比例大的部分先返回到步驟(6)用于吸收三氧化硫使其轉化為硫酸,之后再返回到步驟(1)配制錳礦漿,比例小的部分返回步驟(3)與步驟(2)所得溶液混合作為二批次浸出時的電解陽極液,形成循環工藝。

2.根據權利要求1所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于,碳酸錳礦總質量用量按下式計算確定:

3.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于步驟(1)和步驟(3)中,采用補加硫酸的方式使錳、鐵浸出率均不低于90%。

4.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于步驟(2)和(4)中所加入的氧化劑為空氣、雙氧水、二氧化錳中的至少一種。

5.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于步驟(2)和(4)中,反應溫度為80~100°C,反應時間至少為3h。

6.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于所述硫化劑為硫化銨、硫化銨、福美鈉、乙硫氮中的至少一種。

7.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于所述固液分離方式為重力沉降、過濾、壓濾和離心分離中的一種。

8.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于步驟(1)和(3)中的電解陽極液中錳濃度為13~20g/L,硫酸濃度為30~50g/L,硫酸銨濃度為110~130g/L。

9.根據權利要求1或2所述低品位碳酸錳礦中錳、鐵同步資源化利用的方法,其特征在于所述抗氧化劑為二氧化硫或二氧化硒。

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