电解金属锰制液Mn2+、Fe浸出行为的试验探索

2012-12-31甘昌远

中国锰业 2012年3期

甘昌远

(中信大锰矿业有限责任公司，广西南宁 530028)

在硫酸锰、电解金属锰、电解二氧化锰等产品的工业生产中，Mn2+的浸出和溶液中Fe2+的去除都是一个非常重要的过程。本试验对铁矿粉、碳酸锰粉、还原锰粉进行Mn2+、Fe的浸出行为进行了试验探索，为电解金属锰制液生产Mn2+的浸出和溶液除Fe提供依据，更好地指导我们的生产工作。

1 试验探索

1.1 Fe的浸出行为探索

取铁矿粉(主要物质质量分数：Fe2O351.19%，FeO 0.46%，其它48.36%)10 g溶于100 mL水中，加入4 m L H2SO4(模拟电解金属锰浸出环境的酸浓度)，分别在25，50℃下，分别浸出1，2，3 h。实验结果如表1所示。该过程的主要化学反应为：

表1 铁矿粉浸出反应试验结果

在不同的时间、不同的温度下，根据Fe的浸出情况做出Fe的浸出曲线图，如图1所示。

图1 Fe的浸出率曲线

根据实验结果，Fe的浸出率不高，但在反应温度升高后，Fe的浸出率变化较大。反应温度越高，Fe的浸出率也越高。

2.2 M n2+的浸出行为探索

根据某单位的实际情况，实验中主要采用碳酸锰粉(M nCO3)单独浸出、碳酸锰粉与还原锰粉(M nO)混合浸出的方法。该过程主要的化学反应为：

2.2.1 碳酸锰粉单独浸出试验[1-3]

首先对用碳酸锰粉单独浸出时M n2+和 Fe浸出行为进行探索。利用电解金属锰的阳极液作为碳酸锰浸出反应的溶剂。所用的碳酸锰粉和阳极液成份如下：

碳酸锰：Mn 20.29%、Mn2+15.13%、Fe 4.64%

阳极液：Mn2+15.85 g/L、H2SO437.61 g/L

称取碳酸锰粉338 g缓慢加入到2 000 mL的阳极液中，然后再缓慢加入47 mL浓硫酸充分搅拌，分别在25，50℃下浸出。在浸出10，20，30，60，90，120，150，180 min时分别取样分析M n2+和 Fe的浸出情况，结果如表2所示。

表2 碳酸锰粉浸出反应试验结果

根据表2数据，将不同温度下M n2+的浸出情况按时间变量绘制成图，见图2。

图2 Mn2+的浸出曲线

由图2可以发现，Mn2+的浸出在1 h的时候已经基本完成，在50℃的温度下，Mn2+浸出比较快。

根据表2中的数据，同样可得出Fe的浸出曲线图，见图 3。

图3 Fe的浸出曲线

由图3可知，Fe的浸出量不大，随着浸出时间的延长，Fe的浓度随之增加；在50℃下，Fe的浸出量比25℃下高。

2.2.2 碳酸锰粉和还原锰粉混合浸出试验[2-3]

根据我们生产上采用碳酸锰粉和还原锰粉混合浸出的情况，对碳酸锰粉和还原锰粉混合浸出进行了试验。同样用阳极液作为反应溶剂，有关原料的成份如下：

碳酸锰粉：Mn 20.29%、Mn2+15.13%、Fe 4.64%

还原锰粉；Mn 35.59%、Mn4+2.18%、Mn2+30.92%、Fe 9.16%

阳极液：Mn2+15.85 g/L、H2SO437.61 g/L

称取碳酸锰粉190 g缓慢加入到2 000 mL的阳极液中，然后再缓慢加入27 mL浓硫酸充分搅拌，分别在25℃、50℃下浸出。在浸出60 m in后加入已称量好的还原锰粉70 g。在浸出为10，20，30，60，70，80，90，120，150，180 m in时分别取样分析M n2+和Fe的浸出情况，结果如表3所示。

根据表3的数据，将不同温度下Mn2+的浸出情况按时间变量绘制成图，见图4。