Способ переработки марганцевых руд

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЦЕВЫХ РУД, включающий выщелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы двухвалентного железа, полученные восстановлением железа- W в катодном пространстве диафрагменногЬ электролизера, и вьщеление двуокиси марганца из полученного после вьш5елачивания электролита на аноде, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличениявыхода по току и степени чистоты двуокиси марганца и упрощения процесса, выщелачивание ру ды проводят в катодном пространстве электролизера при поддержании концентрации ионов железа в растворе католита 0,,7 г/л, а электролит перед выделением двуокиси марганца обрабатывают карбонатной марганцевой рудой.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1104179

С 22 В 47/00 // С 01 С 45/02. »

: 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ ЕНН и HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ (21) 3591522/22-02 (22) 06.05.83 (46) 23.07.84. Бюл. Ф 27 (72) P.È.Àãëàäçå, Д.Г.Шенгелия, Н.В.Шалякина и С.В.Делибашвили (71) Институт неорганической химии и электрохимии AFI Грузинской ССР (53) 669.743,1/2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 377378, кл. С 22 В 47/00, 1973.

2. Патент Франции N - I142605, кл. В 01 К, 1957. (54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЦЕВЫХ РУД, включающий выщелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы двухвалентного железа, полученные восстановлением железа- ф в катодном пространстве диафрагменногб электролизера, и выделение двуокиси марганца из полученного после выщелачивания электролита на аноде, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода по току и степени чистоты двуокиси марганца и упрощения процесса, вьпцелачивание ру.— ды проводят в катодном пространстве электролизера при поддержании концентрации ионов жеЛеза в растворе католита 0,5-0,7 г(л, а электролит перец выделением двуокиси марганца обрабатывают карбонатной марганцевой

O рудой. ф

1 1104

Изобретение относится к обогащению марганцевых руд и может быть использовано для гроизводства высококачественных марганцевых концентратов.

Известен способ переработки мар5 ганцевых руд раствором серной кислоты, содержащим ионы двухвалентного железа, которые непрерывно регенерируются за счет пропускания через пульпу электрического тока (1 1.

Недостатком этого способа является большой расход анодного тока на вьделение кислорода, который не находит промышленного применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки марганцевых руд, включающий вьпцелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы,цвухвалентногo железа, полученные восстановлением железа- п в катодном пространстве диафрагменного электролизера, и выделение двуокиси марганца из полученного после выщелачивания электролита на аноде.

Этот способ заключается во введении в раствор электролита окислительновосстановительной смеси ионов железа- II и -III суммарной концентрацией

14 — 21 г/л. На катоде ионы железа-1п

30 восстанавливаются до ионов железа- и

Вытекающий из катодной части электролизера раствор, содержащий ионы железа- lt, направляют на процесс вьпцелачивания марганца из руды. В процессе вьпцелачивания ионы железа- Й окисляют ся до ионов железа- ф . После отделения нерастворившейся части руды раствор, содержащий ионы марганца- и железа- й1, направляют в анодную часть электролизера и на аноде осаж40 дается электролитическая двуокись марганца. Обедненный по ионам марганца- раствор, содержащий кислоту, через диафрагму переходит из анодной г 45 в катодную часть электролизера

Недостатком известного способа является высокое содержание ионов железа, а также соединений кремния и фосфора в растворе, что оказывает отри- 50 цательное влияние на процесс электро-. осаждения двуокиси марганца — значи- . тельно снижает выход по току и степень чистоты получаемого продукта.

Кроме того, процесс вьпцелачивания 55 проводится в отдельном реакторе, что требует дополнительных затрат на оборудование и обслуживание.

179 2

Целью изобретения является увеличение выхода по току и степени чистоты двуокиси марганца, а также упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки марганцевых руд, включающему вьпцелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы двухвалентного железа, полученные восстановлением железа- ю в катодном пространстве диафрагменного электролизера, и выделение двуокиси марганца из полученного после выщелачивания электролита на аноде, выщелачивание руды проводят в катодном пространстве электролизера при поддержании концентрации ионов железа в растворе католита 0,5-0,7 г/л, а электролит перед выделением двуокиси марганца обрабатывают карбонатной марганцевой рудой.

В катодной части электролизера при непрерывном перемешивании пульпы происходит вьпцелачивание марганца из руды. При этом одновременно протекают реакции окисления ионов железа- и до ионов железа- ГЦ двуокисью марганца; руды и катодного восстановления ионов железа- Й до ионов железа- ))

Вытекающий из катодной части раствор, содержащий ионы марганца- Й1 и железа- )II, направляют на процесс очистки от ионов железа- lit . .Очистку проводят гидролитическим способом, заключающимся в нейтрализации раствора марганцевой карбонатной рудай с выпадением твердой фазы — гидроксидов железа- !) . При этом в растворе снижается концентрация кремния и фосфора из-за образования их нерастворимых соединений. После отделения твердой фазы очищенный раствор солей марганца направляют в анодную часть электролизера. На аноде осаждается электролитическая двуокись марганца повышенной чистоты с выходом по току 9495Х. Анолит, обедненный ионами марганца- Й и содержащий свободную кислоту, через диафрагму протекает в катодную часть эпектролизера, где происходит вьпцелачивание марганца из руды.

Ионы железа, особенно ионы желе-. за- II, оказывают отрицательное влияние на процесс электроосаждения двуокиси марганца — снижают выход по току и загрязняют анодный продукт.

При концентрации ионов железа- II в растворе, равной 2 г/л, выход элект1104179 ролитической двуокиси марганца по току равен нулю, а при наличии ионов железа- ф в растворе с концентрацией 14-21 г/л выход электролитичес5 кой двуокиси марганца по току составляет 30-407. При этом содержание железа- ф в анодном осадке достигает

5-107.

Известный способ предусматривает наличие ионов железа- М в анолите с концентрацией 14-21 г/л. При этом анолит содержит также ионы железа-ll (0,1-0,3 г/л), что обусловлено диффузией этих ионов через диафрагму из катодной части электролизера в анодную, Наличие в анолите ионов железа, а также соединений кремний и фосфора, приводит к резкому снижению выхода по току и степени чистоты электролитической двуокиси марганца. По данным, полученным при опробировании процесса гидроэлектрометаллургической переработки марганцевых руд известным способом, выход по току электролитической двуокиси марганца составляет 1535Х а содержание железа в ней дости-. гает 5-10Х.

Проведение процесса очистки растворов от ионов железа- !И (при этом в растворе снижается содержание и других примесей) становится возможным благодаря снижению концентрации этих ионов в католите до 0,5-0,7 г/л (вместо 14-21 г/л в известном способе). С другой стороны, возможность проведения процесса выщелачивания при столь низких концентрациях ионов железа в растворе достигается путем проведения выщелачивания в катодной час40 ти электролизера, в которой происходит непрерывная регенерация ионов железа- и катодным восстановлением ионов железа- п

Проведение процесса вьш елачивания

45 и электроосаждения электролитической двуокиси марганца в одном аппаратеэлектролизере способствует снижению расходов на оборудование и обслуживание.

Область концентрации ионов железа в католите, равная 0,5-0,7 г/л, выбрана оптимальной, так как дальнейшее повышение концентрации связано с осложнением процесса очистки растворов от железа, а ниже 0 5 г/л — на катоде 55 реакция восстановления ионов железа- и частично заменяется реакцией восстановления ионов водорода.

Пример. Проводилась. электрохимическая переработка марганцевого окисного флотоконцентрата, включающая следующие технологические стадии: электролиз с получением электролитической двуокиси марганца на аноде с одновременным выщелачиванием марганца из руды в катодной части электролизера и очистку раствора, вытекающеl o из катодной части электролизера от железа и других примесей.

Состав исходного сырья: Чиатурский марганцевый окисный флотоконцентрат,, Ж: суммарный марганец 3 1,94, МпО

29,84; Сао 5 01 Si 02 21,72; Р205 0 44

Fe О. 1,66; A/0 1,83; отработанный травильный раствор, получаемый на металлургическом заводе, г/л: М 504 1,55; Fe

Н250Ф 64,0ý; марганцевая карбонат ая руда, 7.: суммарный марганец 26,8;

Сао 8,9; Я 02 20,6; Р205 0,58; Еегоз

2,66; А3 О 2,51.

Процессы электролиза и вьпцелачива ния проводились в электролизере, анодная и катодная части которого разделены диафрагмой из перхлорвиниловой ткани, предварительно уплотненной ки пячением в водном растворе сульфата натрия в течение 2 ч. Катод — нержавеющая сталь, анод — сплав свинца с серебром. Анодная и катодная плотности тока 1 А/дм соответственно. Температура католита 82 С, анолита 98 С.

Объемы анолита и католита составляют

310 и 300 мл соответственно. Скорость вытекания раствора из катодной части

25 мл/ч, а скорость подачи раствора в анодную часть 26 мл/ч. Сила тока

0,9А.

Состав католита, г/л: Mn60q 142 1, Fe (50 )g 2,18 (е з+ 0,55); 5i 0 >

Состав анолита, г/л: Мп50 125, 1; е2 (50+) О, 0034 (Fe -О, 001)

В катодную часть электролизера через каждый час подавали марганцевый окисный флотоконцентрат и отрабо танный травильный раствор в количест- . ве 3 r и 0 1 мл соответственно. Полу ченная пульпа непрерывно перемешивалась.

Раствор, вытекающий из кйтодной части электролизера, очищался от железа-1) и рудных примесей. Нейтрализация раствора проводилась марганцевой карбонатной рудой до-рН- 4,5 ттри

1104179

Продолжение табпицы

Способ

Показатели (Fe 3 14, 2) (Ре 3"-О, рр 1) °

Fe 2+ нет, 510 0,5, Ре зо, 5,4 (Fe 0,2)

5 023 1,6

РО, 0,6

РОЗ 0,1

Выход электролитической двуокиси марган.— ца по току, 7.

29,5

94,3

Состав электролитической двуокиси марганца, 7.

МпО 76, 1;

Fe О 6,34;

5 02 0,38, Р20, pуоб

Мп02 89,8, Ге20 0,19, 5 02 0,08, Р20 0,008

Степень извлечеСостав ния марганца из руды, 7 95 5 а колита, г/л

95,5

Fe2(ÿ0,), 84,4 Fe, (50„) 3

О, 0034

@ ИИПИ Зак в 5169/19 Тйраж 603 Подписное

Патент" э г Ужгород, ул. Проектная, 4

50-55 С, На каждые 100 мл очищаемого раствора добавлялось 5 г руды.

После фильтрации от твердой фазы раствор имеет следующий состав, г/л: М 30 143,2, Fe 2(50<)> О, 0034 (Ге 3 0,001), З 0з 0,5; РО 0,1

Этот раствор вводят в анодную часть энектролизсра.

Результаты электролиза с продолжительностью 10 ч приведены в табли10 це. Здесь же для сравнения приводятся результаты проведенного опробирования процесса гидроэлектрометаллургической переработки марганцевого окисного флотоконцентрата по известному способу.

Использование предлагаемого способа электрохимической переработки марганцевых руд обеспечивает по сравнению с существующими способами увеличение выхода электролитической двуокиси марганца по току на 64657; повышение степени чистоты электролитической двуокиси марганца: содержание основного вещества Мпр уве25

2 личивается на 13-147, а содержание

F е203, б О. и Р2 О снижаются соответственно на 95-96, 79-80 и 87-887. (содержания Ре О, 5i О и Р20 в электролитической двуокиси марганца, полученной по известному способу, приняты равными 1007).

Электролитическая двуокись марганца, полученная по предлагаемому способу, может быть использована в хи- З5 мических источниках тока. Изобретение упрощает апнаратурное оформление процесса, так как процесс выщелачивания и электроосаждения электролитической двуокиси марганца проводят в одном 40 аппарате — электролизере.

М 50р 125, 3 МАМБО 125, 1;

Известный Предлагаемый