專利名稱：一種硫酸錳溶液的硅藻土凈化除雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸錳溶液的硅藻土凈化除雜方法，大大提高了其硫酸錳純度， 屬于礦產(chǎn)品深加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硫酸錳是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛用于醫(yī)藥、造紙、催化劑、飼料添加劑等化工領(lǐng)域和生產(chǎn)電解錳等冶金領(lǐng)域以及生產(chǎn)其他錳鹽等。隨著錳系產(chǎn)品在國際國內(nèi)的用途越來越廣，其生產(chǎn)能力迅速擴(kuò)大，就我國而言，電解錳的發(fā)展非常迅速，生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到 230萬噸/年以上。許多錳產(chǎn)品如硫酸錳、電解錳要使用二價(jià)錳的物質(zhì)為原料，如碳酸錳或一氧化錳。礦石消耗量大，相應(yīng)的輔助材料和電耗也隨著增加，從而導(dǎo)致成本直線上升，給生產(chǎn)企業(yè)帶來重大的生存危機(jī)。因此要找新的資源替代碳酸錳礦迫在眉睫，也是維持錳企業(yè)生產(chǎn)生存的一種有效途徑。自然界中四價(jià)錳的軟錳礦(主要是二氧化錳)礦量較多，錳含量高，價(jià)格低。但軟錳礦中的二氧化錳不溶于硫酸，必須通過還原反應(yīng)把它還原成一氧化錳(MnO)才能和硫酸反應(yīng)生成硫酸錳。公開號為CN101837959A的中國專利介紹了一種在沸騰爐中利用硫磺還原軟錳礦聯(lián)產(chǎn)硫酸的方法，燃燒硫磺作為熱源和還原劑，提供二氧化錳還原需要的溫度，大大節(jié)省了燃料。軟錳礦因含有鈣、鐵、鋁等金屬元素，都可以與硫酸生成硫酸鹽，加入各種無機(jī)或有機(jī)絮凝劑，生成硫化銅等不溶性物質(zhì)，再經(jīng)過紗布過濾后，發(fā)現(xiàn)其硫酸錳溶液還是含有一部分微小顆粒物質(zhì)，對后續(xù)工藝影響很大，甚至直接影響到硫酸錳的純度。但是在沸騰爐排出一氧化錳中含有部分硫磺，硫磺對利用硫酸錳溶液生產(chǎn)電解錳會有很大影響。硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等，由于具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)等特點(diǎn)，并有特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造使得它具有許多特殊的技術(shù)和物理性能， 如松散密度為0. 3-0. 5g/cm3,莫氏硬度為1_1. 5 (硅藻骨骼微粒為4. 5-5 μ m)，孔隙率達(dá) 80-90%，能吸收其本身重量1.5-4倍的水，是熱、電、聲的不良導(dǎo)體，熔點(diǎn)1650-1750°C，化學(xué)穩(wěn)定性高，除溶于氫氟酸以外，不溶于任何強(qiáng)酸，并且對硫磺的吸收率能達(dá)到98%以上。 因此非常適合于硫酸錳溶液除雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在對軟錳礦加工過程中，雜質(zhì)與硫酸形成溶液懸浮物，經(jīng)過膜過濾后溶液還是含有微小顆粒懸浮物，直接進(jìn)行結(jié)晶將會影響硫酸錳的純度。為了徹底去除硫酸錳溶液中懸浮物，提供一種硫酸錳溶液的硅藻土凈化除雜的新方法。二氧化錳經(jīng)硫磺還原成一氧化錳后，將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳，將此溶液經(jīng)硅藻土凈化，實(shí)現(xiàn)徹底去除溶液中懸浮物，提高硫酸錳的純度。本發(fā)明的技術(shù)方案是(1)將硫磺與軟錳礦按比例摻混送入沸騰爐內(nèi)；(2)在沸騰爐下段鼓入空氣，在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度在500 1000 °c 左右；(3)從沸騰爐出料口排出的一氧化錳落入水中隔絕空氣冷卻防止一氧化錳氧化成二氧化錳，亦可將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳；(4)采用硅藻土對硫酸錳溶液進(jìn)行凈化除雜過程；(5)對過濾后溶液進(jìn)行硫酸錳結(jié)晶重結(jié)晶，得固體，對其敞開加熱得硫酸錳粉末。在步驟4中硅藻土過濾機(jī)具體凈化除雜過程連接好進(jìn)出口管道。采用合適的洗滌液60°C左右熱水先將整個機(jī)器完整清洗，清洗干凈后關(guān)閉所有閥門；向硅藻土添加循環(huán)桶⑤中加入適量(一般1公斤/平方米，比如過濾面積15平方米的機(jī)器，先添加約8 10 公斤)C535RV/CM5RV (粗)硅藻土，打開進(jìn)料閥門②、閥門2④、閥門3 (14)、閥門4⑩及排氣閥⑦。啟動輸送泵開始硅藻土的循環(huán)預(yù)涂，待整個機(jī)器充滿25°C的硫酸錳溶液時(shí)關(guān)閉進(jìn)料閥②，循環(huán)約8 10分鐘，再添加C503RV(中)硅藻土約3-4公斤，繼續(xù)循環(huán)5 10分鐘(依過濾標(biāo)準(zhǔn)需要可再添加C512RV(細(xì))或STD硅藻土 2-3公斤，如不需細(xì)土，可加多粗、 中土)。排氣閥⑦將空氣排干后及時(shí)關(guān)閉。從出口視鏡⑨觀察并由取樣閥⑥取樣，如符合標(biāo)準(zhǔn)則可開始正式過濾雙手同時(shí)平穩(wěn)打開出口閥門5 0和進(jìn)料閥②，并關(guān)閉閥門2④和閥門 4⑩，注意壓力表⑧的變化，盡量減少壓力表⑧的波動，以免硅藻土預(yù)涂層受到破壞。如硫酸錳濃度較高時(shí)，在開始正常過濾時(shí)，在罐內(nèi)添加5 10公斤混合土(8 2，C535RV，C503RV 和C512RV，有時(shí)可不必加細(xì)土)。如壓力表⑧升高至0. 3MPa并且流量減小到幾乎沒有時(shí)， 即要停止過濾并進(jìn)行清洗；過濾結(jié)束后，打開上余液閥，靜置約30分鐘，待過濾罐內(nèi)硅藻土自然沉淀到底部后，打開下余液閥，排空過濾罐中的液體。連接好潔凈水，打開進(jìn)料閥門② 和排渣閥 ，啟動輸送泵先開始進(jìn)行過濾方向沖洗，約5秒鐘(主要沖凈管內(nèi)雜質(zhì))，然后關(guān)閉閥門3 O，打開閥門6 ◎，開始反方向清洗(開5 10秒停機(jī)，然后繼續(xù)開機(jī))。建議每3-6個月對過濾棒 進(jìn)行一次完全清洗以確保過濾效率用5%。的堿水浸泡12小時(shí)，不要放掉堿水，打開頂部封頭，使用壓縮空氣(5 8公斤氣壓)對準(zhǔn)每支濾桿的出液口進(jìn)行吹氣2 3分鐘即可(注反沖洗時(shí)一定要先將管道及輸送泵內(nèi)清洗干凈后進(jìn)行！)。圖2 中實(shí)線箭頭為過濾方向，虛線箭頭為反沖洗方向。在一個實(shí)施方案中，步驟4中采用硅藻土凈化除雜，為了防止對硅藻土特性的影響，硫酸錳溶液的溫度優(yōu)選在25°C左右。在另一個實(shí)施方案中，將步驟4中硫酸錳溶液通過硅藻土過濾機(jī)時(shí)，通過控制液體流速，優(yōu)選硅藻土過濾機(jī)的最大壓力不超過0. 3Mpa。在另一個實(shí)施方案中，步驟4中經(jīng)過硅藻土凈化除雜時(shí)，先經(jīng)過大顆粒硅藻土過濾，再大經(jīng)過小顆粒硅藻土過濾，過濾一般在兩次左右。還在另一個實(shí)施方案中，步驟5中敞開加熱固體的溫度優(yōu)選在250°C左右。


本發(fā)明將以下列圖示進(jìn)一步說明，其中圖1為本發(fā)明所述沸騰爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述硫酸錳溶液經(jīng)硅藻土凈化除雜示意圖，①硫酸錳合格液，②進(jìn)料閥門，③自來水，④閥門2，⑤硅藻土添加桶，⑥取樣閥，⑦排氣閥，⑧壓力表，⑨出口視鏡， ⑩閥門4，(O閥門5，◎閥門6，◎閥門3， 閥門3，◎排渣閥， 過濾棒。
技術(shù)效果1、采用硅藻土凈化除雜方法能有效地提高了硫酸錳產(chǎn)品的純度。2、硅藻土凈化除雜方法能重復(fù)利用，節(jié)約了資源，降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容，所屬技術(shù)領(lǐng)域還可以采取其他的具體方式進(jìn)行實(shí)施。因此，實(shí)施例不能理解為本發(fā)明僅有的實(shí)施方式。實(shí)施例1將500kg硫磺與250kg軟錳礦(按比例1 0.幻摻混送入沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料在爐底氣流和爐頂負(fù)壓的氣力作用下，在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度在850 950°C左右，將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳，采用國標(biāo)GB1622-86氧化還原滴定法測定出硫酸錳的含量。向硅藻土添加循環(huán)桶⑤中加入適量10公斤C535RV/CM5RV (粗)硅藻土，打開進(jìn)料閥門②、閥門2④、閥門3(14)、閥門4⑩及排氣閥⑦。啟動輸送泵開始硅藻土的循環(huán)預(yù)涂，待整個機(jī)器充滿25°C的硫酸錳溶液時(shí)關(guān)閉進(jìn)料閥②，循環(huán)約8 10分鐘，再添加C503RV(中)硅藻土約3-4公斤，繼續(xù)循環(huán)5 10分鐘，再添加C512RV (細(xì))或STD 硅藻土 2-3公斤，繼續(xù)循環(huán)5 10分鐘。排氣閥⑦將空氣排干后及時(shí)關(guān)閉。從出口視鏡⑨ 觀察并由取樣閥⑥取樣，符合標(biāo)準(zhǔn)后開始正式過濾雙手同時(shí)平穩(wěn)打開出口閥門5 Q和進(jìn)料閥②，并關(guān)閉閥門2④和閥門4⑩，進(jìn)行硅藻土過濾硫酸錳溶液，注意壓力表⑧的變化，盡量減少壓力表⑧的波動，以免硅藻土預(yù)涂層受到破壞。當(dāng)壓力表⑧升高至0. 3MPa并且流量減小到幾乎沒有時(shí)，即要停止過濾并進(jìn)行清洗。采用該過濾除雜過程能得到較純的硫酸錳溶液，結(jié)晶和重結(jié)晶得含水硫酸錳固體，敞開加熱到250°C得到無水硫酸錳固體，經(jīng)國標(biāo) GB1622-86氧化還原滴定法檢測，硫酸錳純度為98. 8%。對照實(shí)施例將500kg硫磺與250kg軟錳礦(按比例1 0. 5)摻混送入沸騰爐內(nèi)，在沸騰爐下段鼓入空氣，使物料在爐底氣流和爐頂負(fù)壓的氣力作用下，在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度在850 950°C左右，將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳，采用常規(guī)方法測定出硫酸錳的含量。經(jīng)紗布過濾凈化除雜，得到較純的硫酸錳溶液，結(jié)晶得到硫酸錳固體，經(jīng)上述方法進(jìn)行檢測，硫酸錳純度為88.8%。實(shí)施例2 同實(shí)施例1的相同之處不再敘述，不同之處在于將400kg硫磺與800kg軟錳礦(按比例1 幻摻混送入沸騰爐內(nèi)，控制沸騰層溫度750 850°C，沸騰爐出口溫度800 850°C。將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳，采用國標(biāo)GB1622-86 氧化還原滴定法測定出硫酸錳的含量。經(jīng)硅藻土過濾除雜過程，得到較純的硫酸錳溶液，采用高溫結(jié)晶法得到硫酸錳固體，經(jīng)上述方法進(jìn)行檢測，硫酸錳純度為99. 3%。實(shí)施例3 同實(shí)施例1，相同之處不再敘述，不同之處在于將400kg硫磺與1600kg軟錳礦(按比例1 4)摻混送入沸騰爐內(nèi)，控制沸騰層溫度600 700°C，沸騰爐出口溫度700 800°C。將軟錳礦中的二氧化錳還原為一氧化錳，將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳，采用國標(biāo)GB1622-86 氧化還原滴定法測定出硫酸錳的含量。經(jīng)硅藻土過濾除雜過程，得到較純的硫酸錳溶液，采用高溫結(jié)晶法得到硫酸錳固體，經(jīng)上述方法進(jìn)行檢測，硫酸錳純度為98. 6%。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種硫酸錳溶液的硅藻土凈化除雜的新方法，步驟包括(1)將硫磺與軟錳礦按比例摻混送入沸騰爐內(nèi)；(2)在沸騰爐下段鼓入空氣，在沸騰爐內(nèi)沸騰、燃燒，控制沸騰層溫度在500 1000°C左右；(3)從沸騰爐出料口排出的一氧化錳落入水中隔絕空氣冷卻防止一氧化錳氧化成二氧化錳，亦可將一氧化錳直接排入硫酸溶液(或電解錳陽極液)中漿化、浸出硫酸錳；(4)采用硅藻土對硫酸錳溶液進(jìn)行凈化除雜過程；(5)對過濾后溶液進(jìn)行硫酸錳結(jié)晶重結(jié)晶，得固體，對其敞開加熱得硫酸錳粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟4中經(jīng)過硅藻土凈化除雜時(shí)，硫酸錳溶液在25°C 條件下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟4中經(jīng)過硅藻土凈化除雜時(shí)，硫酸錳溶液通過硅藻土過濾機(jī)時(shí)最大壓力不超過0. 3Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟4中經(jīng)過硅藻土凈化除雜時(shí)，先經(jīng)過大顆粒硅藻土過濾，再大經(jīng)過小顆粒硅藻土過濾，過濾一般在兩次左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟5中敞開加熱固體的溫度在250°C左右。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硫酸錳溶液的硅藻土凈化除雜的新方法，屬于礦產(chǎn)品深加工領(lǐng)域。經(jīng)過藻土凈化除雜的硫酸錳溶液，徹底去除硫酸錳溶液中懸浮物，有效地提高硫酸錳的純度，提高凈化除雜的效率。該方法操作簡單，純化效率高，成本低等特點(diǎn)。
文檔編號C01G45/10GK102390867SQ201110211608
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者劉芳 申請人:劉芳