利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，屬于電極材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。包括以下步驟：（1）將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.04-0.06混合均勻，放入馬弗爐中焙燒，使氧化錳礦還原生成MnO，再用H2SO4在常溫下浸取得到含雜的硫酸錳溶液；（2）然后向硫酸錳溶液中加入氨水，中和至pH值為6-7后進(jìn)行壓濾，然后向?yàn)V液中加入硫化劑除雜，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；（3）將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解槽內(nèi)pH值為7.0-8.0，在35-40℃下電解至少24小時(shí)后獲得電解金屬錳。本發(fā)明的方法合理利用了錳礦資源、降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電極材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電解金屬錳廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)學(xué)、電子、通訊等領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，電解錳的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，市場需求量年增長15%左右。目前，我國生產(chǎn)電解金屬錳的主要方法為使用碳酸錳礦或燒結(jié)錳礦為主礦，使用二氧化錳礦除鐵生產(chǎn)電解金屬錳。由于國內(nèi)的碳酸錳礦資源有限，并且品位在逐年降低，加之有些地方對(duì)碳酸錳礦的亂采亂挖、采富棄貧，致使碳酸錳礦資源日趨貧乏，給電解金屬錳行業(yè)的發(fā)展帶來了影響。因此尋找一種價(jià)格低廉的新錳源來生產(chǎn)電解金屬錳是急需解決的問題。
[0003]氧化錳礦不僅在我國儲(chǔ)量豐富，而且成本低，是替代碳酸錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的理想礦源。目前有幾家企業(yè)已在利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的工藝試驗(yàn)，主要采用火法還原或濕法還原，不過這兩種方法由于成本較高，都還不能替代碳酸錳礦。其中，火法還原轉(zhuǎn)化法較為普遍，但由于很多生產(chǎn)廠家使用的焙燒爐設(shè)備過于簡單，生產(chǎn)過程中的能耗大，焙燒過程中產(chǎn)生較大的SO2煙氣和粉塵污染，且高價(jià)錳的還原轉(zhuǎn)化率較低，金屬錳的回收率低。
[0004]因此，有必要提供一種成本低且錳的還原轉(zhuǎn)化率高的生產(chǎn)方法來利用豐富的氧化錳礦資源來生產(chǎn)電解金屬錳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種利用氧化錳礦進(jìn)行還原焙燒，生產(chǎn)出一氧化錳，然后加酸浸出生產(chǎn)電解金屬錳的方法。本發(fā)明的方法具有高價(jià)錳的還原轉(zhuǎn)化率高，化合浸出過程中酸耗低，液氨消耗少，不須用二氧化錳粉除鐵，且浸出渣量小，原料消耗少，金屬錳的回收率高的有點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，包括以下步驟:
[0008](I)選取粒度為5-10mm的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為13_16%，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.04-0.06將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在500-900°C的溫度下焙燒30-60min，中間翻動(dòng)1_2次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為20_35g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.4-0.6:1，固液比為8-10:1，浸出時(shí)間2-3h得到含雜的硫酸錳溶液；
[0009](2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至pH值為6-7后進(jìn)行壓濾,然后向?yàn)V液中加入硫化劑除雜,硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.1-0.2kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；
[0010](3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解槽內(nèi)pH值為7.0-8.0,在35-40°C下電解至少24小時(shí)后獲得電解金屬錳。
[0011 ] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述硫化劑為二甲氨基二硫代甲酸鈉或硫化鋇。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(3)中電解時(shí)，控制電解液中Mn2+的濃度為35_40g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為110-130g/L。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)本發(fā)明以資源豐富的氧化錳礦代替碳酸錳礦，采用煤粉焙燒還原后直接浸取的方法來制備低價(jià)錳從而制取電解金屬錳，在焙燒時(shí)優(yōu)選粒度較為均一的氧化錳礦，通過試驗(yàn)確定合適的焙燒溫度，避免由于粒度不均造成焙燒過度或不充分，從而影響氧化錳礦的還原轉(zhuǎn)化率的情況，本發(fā)明的還原轉(zhuǎn)化率均可達(dá)到93 %。
[0015](2)本發(fā)明經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)酸礦比和固液比對(duì)Mn2+的浸出率雖然影響不大，但是酸太多將增加氨水的消耗量及Mn2+的壓濾損失，當(dāng)酸過量時(shí)，Mn2+的回收率會(huì)從中和前的93%左右下降到80%左右，本發(fā)明確定了合適的酸礦比，減少了 Mn的損失，從而可以獲得較高的Mn回收率，同時(shí)，氨水的消耗也大幅度下降，減少了生產(chǎn)成本。
[0016](3)本發(fā)明既合理地利用了錳礦資源、又降低了生產(chǎn)成本，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0018]實(shí)施例1
[0019]利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，包括以下步驟:
[0020](I)選取粒度為5-8_的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為13 %，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.04將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在500°C的溫度下焙燒30min，中間翻動(dòng)I次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為20g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.4:1，固液比為8:1，浸出時(shí)間2h得到含雜的硫酸錳溶液；
[0021](2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至PH值為6-7后進(jìn)行壓濾，然后向?yàn)V液中加入硫化劑二甲氨基二硫代甲酸鈉除雜，硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.1kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；
[0022](3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解液中Mn2+的濃度為35g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為110g/L，控制電解槽內(nèi)pH值為7.0，在35°C下電解24小時(shí)后獲得電解金屬錳。
[0023]實(shí)施例2
[0024]利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，包括以下步驟:
[0025](I)選取粒度為6-10mm的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為16%，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.06將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在900°C的溫度下焙燒60min，中間翻動(dòng)2次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為35g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.6:1，固液比為10:1，浸出時(shí)間3h得到含雜的硫酸錳溶液；
[0026](2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至PH值為7后進(jìn)行壓濾，然后向?yàn)V液中加入硫化劑二甲氨基二硫代甲酸鈉除雜，硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.2kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；
[0027](3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解液中Mn2+的濃度為40g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為110_130g/L，控制電解槽內(nèi)pH值為8.0，在40°C下電解30小時(shí)后獲得電解金屬錳。
[0028]實(shí)施例3
[0029]利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，包括以下步驟:
[0030](I)選取粒度為6-8_的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為14.5%，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.05將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在800°C的溫度下焙燒40min，中間翻動(dòng)2次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為30g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.5:1，固液比為8.6-10:1，浸出時(shí)間2h得到含雜的硫酸錳溶液；
[0031](2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至pH值為6.5后進(jìn)行壓濾，然后向?yàn)V液中加入硫化劑硫化鋇除雜，硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.15kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；
[0032](3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解液中Mn2+的濃度為36g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為125g/L，控制電解槽內(nèi)pH值為8.0，在38°C下電解36小時(shí)后獲得電解金屬錳。
[0033]實(shí)施例4
[0034]利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，包括以下步驟:
[0035](I)選取粒度為5-10_的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為15.3%，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1: 0.05將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在700°C的溫度下焙燒60min，中間翻動(dòng)2次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為33g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.52:1，固液比為9:1，浸出時(shí)間2h得到含雜的硫酸錳溶液；
[0036](2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至PH值為6后進(jìn)行壓濾，然后向?yàn)V液中加入硫化劑硫化鋇除雜，硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.1kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液；
[0037](3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解液中Mn2+的濃度為36g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為120g/L，控制電解槽內(nèi)pH值為7.0，在35-40°C下電解48小時(shí)后獲得電解金屬錳。
[0038]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)選取粒度為5-10_的氧化錳礦粒，調(diào)整其水份含量為13-16%，將氧化錳礦粒和煤粉按照礦煤比為1:0.04-0.06將兩者混合均勻，放入馬弗爐中在500-900°C的溫度下焙燒30-60min，中間翻動(dòng)1_2次，使氧化錳礦還原生成MnO，再用濃度為20_35g/L的H2SO4在常溫下浸取，其中酸礦比為0.4-0.6:1，固液比為8-10:1，浸出時(shí)間2-3h得到含雜的硫酸錳溶液； (2)然后在攪拌狀態(tài)下向含雜的硫酸錳溶液中加入質(zhì)量濃度為25%的氨水，中和至pH值為6-7后進(jìn)行壓濾,然后向?yàn)V液中加入硫化劑除雜,硫化劑的加入量為每噸濾液加入0.1-ο.2kg，然后再過濾，所得濾液為凈化后的硫酸錳溶液； (3)將凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽中，控制電解槽內(nèi)pH值為7.0-8.0，在35-40°C下電解至少24小時(shí)后獲得電解金屬錳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其特征在于:所述硫化劑為二甲氨基二硫代甲酸鈉或硫化鋇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用氧化錳礦生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其特征在于:所述步驟(3)中電解時(shí)，控制電解液中Mn2+的濃度為35-40g/L，并在電解槽中加入硫酸銨，使硫酸銨濃度為110-130g/L。
【文檔編號(hào)】C22B3/08GK104404244SQ201410775495
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】李建軍, 韋業(yè)雄, 農(nóng)承開, 盛波, 陸毅 申請(qǐng)人:中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司大新錳礦分公司