云南二氧化锰矿制取电解金属锰试验研究

2011-12-31张文山李基发梅光贵朱孟军欧迪耀张国义

中国锰业 2011年3期

关键词：金属锰锰业除铁

张文山，李基发，梅光贵，朱孟军，吴强，欧迪耀，张国义

(1.中南大学，湖南长沙 410083；2.云南建水县浩博矿业有限公司，云南建水 654300)

1 试验主要原料分析结果

试验主要原料分析结果见表1。

表1 云南浩博公司试验原料全分析结果 %

由表1可知，本试验的云南高品位锰的M nO2矿含M nT为23.50%～24.09%，低品位锰的M nO2矿含M nT为18.03%，Fe 2.41%～3.96%，含 Fe不高，Co 0.021%～0.012%，Ni 0.008%～0.018%，Zn 0.03%～0.017%。主要是含CaO较高28.3%～32.33%，影响浸出耗硫酸较多。其他杂质不高。

云南M nO2矿经还原焙烧后获得M nO为：MnT21.60%～25.92%，Mn4+1.29%～1.52%，MnO转化率为94.03%～94.14%。Fe 3.43%～3.24%与Co、Ni、Zn等杂质不高。对于生产电解金属锰是可行的。

2 一氧化锰M n的物相分析结果

一氧化锰M n的物相分析结果见表2。

表2 一氧化锰Mn的物相分析结果 %

由表2可见，一氧化锰M n的物相分析表明，以MnCO3形态存在的M n为痕量，以M nSiO4形态存在的 Mn为 1.66%，以 MnO形态存在的 Mn为97.1%，以 MnO2形态存在的 Mn为1.24%，MnO高对提高M n的浸出率十分有利。

3 试验工艺流程

试验工艺流程见图1。

图1 电解金属锰试验工艺流程

4 试验内容与试验结果

4.1 MnO2矿还原焙烧

还原焙烧在小型竖炉(φ内0.6 m，H1.8 m)中进行。

还原焙烧的操作条件为：

1)还原剂为还原煤，还原煤中固定碳含量为80%。

2)MnO2矿与还原煤破碎前用电炉烘干至含H2O＜1%。

3)MnO2矿破碎至粒度3～15 mm，还原煤粒度＜3 mm。

4)破碎后的MnO2矿与还原煤按矿∶煤=100∶8的比例混合均匀，放入还原焙烧炉中，加热至950℃，还原焙烧2 h。还原焙烧结束后M nO随炉冷却至小于50℃出炉。MnO分析结果见表1。

4.2 MnO浸出及除铁的主要化学反应

4.2.1 MnO的浸出

MnO2矿经还原焙烧所得MnO，在 H2SO4浸出过程中，Mn 进入溶液，伴生的 Fe、Co、Ni、Zn、Mg 等杂质也不同程度进入浸出液，主要化学反应为：

MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

FeO+H2SO4=FeSO4+H2O

CoO+H2SO4=CoSO4+H2O

NiO+H2SO4=NiSO4+H2O

ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O

MgO+H2SO4=MgSO4+H2O

除铁采用中和水解法，Fe2+氧化与沉铁的反应式为：

Fe2++H2O2+2H+=Fe3++2H2O

Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+

4.2.2 MnO浸出与除Fe的主要技术条件与试验结果(见表3)

由表3可知，MnO浸出与除 Fe，选取 MnO∶H2SO4=1∶0.4，温度 30 ℃，时间 3 h，平均 Mn 浸出率：以 MnT计，90.58%，以 MnT-Mn4+计，92.38%，达到较高的浸出指标。

表3 MnO浸出与除Fe综合条件试验结果

4.3 除铁液的净化

由于除铁液含Co、Ni、Zn都高，不符合电解要求，故必须进行净化。一般是采用硫化沉淀法净化。净化条件与净化结果见表4。

表4 一次净化试验条件与试验结果

由表 4可见，一次净化，温度 50℃，分别进行S.D.D ：0.4，0.8，1.2，1.6 g/L，搅拌 50 min，试验结果为：Co 0.002 1～0.002 2 mg/L，Ni 0.003 2～0.003 6 mg/L，Zn 0.002 3～0.004 1 m g/L；硫化铵(5.6%) ：10，20，30，40 mg/L，搅拌 50 min，试验结果为：Co 0.002 9～0.003 0 mg/L，Ni 0.003 3～0.003 6 mg/L，Zn 0.001 mg/L；静置 24 h 后：Co 0.002 9 mg/L，Ni 0.002 9 mg/L，Zn 0.000 7 mg/L。一次净化取得较好试验结果。