Способ переработки марганцевых карбонатных руд

 

Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при переработке карбонатных марганцевых руд, в частности, как метод обогащения карбонатных руд. При использовании изобретения может быть получен технический результат, который выражается в возможности получения качественного конечного целевого продукта - оксида марганца и получения сопутствующего продукта - хлористого кальция, утилизации абгазной соляной кислоты, получения сопутствующего продукта - карбоната натрия. Выщелачиванию подвергают руду, которая имеет состав, мас.%: Са 31-34, Mn 7,5-14, Al 2,3-2,9, Si 1,5-3, Fe 0,2-0,6, Mg 0,2-0,3, Ni 0,001, Cr 0,002. Выщелачивание ведут при контролируемом значении рН реакционной смеси абгазной соляной кислотой концентрацией 5-18 мас.% до рН 6,0-6,5 при 15-45^oС. При этом из руды выщелачиваются щелочные, щелочно-земельные металлы и металлы переходной группы, по ряду напряженности располагающиеся до марганца. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при переработке карбонатных марганцевых руд, в частности, как метод обогащения карбонатных руд.

Известен способ переработки марганцевого сырья, включающий выщелачивание сырья, содержащего диоксид марганца, оборотной серной кислотой с сульфатом аммония в присутствии металлического восстановителя, содержащего марганец и железо, до достижения рН 1,8-2,0, отделение фильтрацией нерастворимого остатка от раствора, очистку раствора от примесей путем осаждением аммиаком железа и фосфора при рН 4,5-5,0, отделение железофосфорного концентрата фильтрацией /А.С. СССР 1518400, кл. С 22 В 47/00, 1989 г./.

Недостатками известного способа являются невозможность тщательной очистки раствора от тяжелых цветных и полуторных металлов, особенно от железа; повышенный расход кислоты.

Известен дитионатный способ химического обогащения марганцевых руд /Масленицкий Н. Н. и Беликов В.В. Химические процессы в технологии переработки труднообогатимых руд. М.: Недра, 1986, с. 138-141/.

Недостатком известного способа является то, что его невозможно использовать для переработки карбонатных руд.

Известен кальций-хлоридный способ обогащения, в котором выщелачивание проводят водным раствором хлористого кальция, насыщенным углекислотой /П.Н. Джапаридзе, М.П. Миндели. Технология получения из бедных марганцевых руд концентратов высшего качества раствором хлористого кальция. Сб. Металлургия марганца. Тезисы докладов III Всесоюзного совещания. М.: ИМетАНСССР им. Л.А. Байкова, 1981, с. 68-69/.

Способ эффективен только для обогащения богатых низкокремнистых концентратов.

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки марганцевых карбонатных руд, включающий выщедачивание из руды щелочных и щелочно-земельных металлов раствором соляной кислоты при контролируемом значении рН среды и отделение нерастворимого осадка, содержащего окись марганца.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе используют дорогостоящие реактивы для стадии выщелачивания, трудоемкость процесса фильтрации, высокая энергоемкость процесса.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка промышленно-применимого способа переработки марганцевых карбонатных руд с низким содержанием марганца - 7,5-15 мас.%.

При использовании изобретения может быть получен технический результат, который выражается в возможности: - получения качественного конечного целевого продукта - оксида марганца; - получения сопутствующего продукта - хлористого кальция; - утилизации абгазной соляной кислоты; - получение сопутствующего продукта - карбоната натрия.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается способом переработки марганцевых карбонатных руд, включающим выщелачивание из руды щелочных и щелочно-земельных металлов раствором соляной кислоты при контролируемом значении рН среды и отделение нерастворимого осадка, содержащего окись марганца, согласно изобретению для дополнительного выщелачивания металлов, стоящих в ряду напряженности до марганца, используют раствор соляной кислоты с концентрацией 5-18%, выщелачивание ведут до рН среды 6-6,5 при температуре 15-45^oC.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Выщелачиванию подвергают руду, которая имеет состав мас.%: Са - 31-34 Мn - 7,5-14 Аl - 2,3-2,9 Si - 1,5-3 Fe - 0,2-0,6
Mg - 0,2-0,3
Ni - 0,001
Cr - 0,002
Выщелачивание ведут при контролируемом значении рН реакционной смеси абгазной соляной кислотой концентрацией 5-18 мас.%. Процесс выщелачивания подобран таким образом, что из руды выщелачиваются щелочные, щелочно-земельные металлы и металлы переходной группы, по ряду напряженности располагающиеся до марганца. Выщелачивание кальция и железа из марганцевой карбонатной руды происходит по реакции
СаСО₃+2НСl-->СаСl₂+Н₂О+CO₂
Fe₂O₃+6НСl-->2 FеСl₃+3Н₂O
Пример.

Способ испытан в лабораторных условиях.

При выполнении экспериментов поддерживают следующую последовательность операций: в реактор загружают расчетное количество руды, далее дозируют абгазную соляную кислоту. С момента приливания кислоты начинают отсчет опыта, который правят при контролируемом рН среды. Для контроля за протеканием реакции периодически производят отбор проб, которые анализируют на содержание ионов кальция, железа, марганца. По окончании опыта - при достижении максимального содержания кальция в растворе - полученный раствор отделяют от непрореагировавшей руды. В полученном осадке содержание марганца увеличивается в 3-4 раза.

В процессе растворения руды в растворе соляной кислоты с увеличениием температуры увеличивается растворимость марганца с выделением хлора - для его поглощения используют раствор NaOH.

Указанные в табл. 1-3 данные получены по результатам экспериментов по выщелачиванию марганцевой карбонатной руды с содержанием в ней марганца 7,5%; 10,2%; 14,7%.

Формула изобретения

1. Способ переработки марганцевых карбонатных руд, включающий выщелачивание из руды щелочных и щелочноземельных металлов раствором соляной кислоты при контролируемом значении рН среды и отделение нерастворимого осадка, содержащего окись марганца, отличающийся тем, что для дополнительного выщелачивания металлов, стоящих в ряду напряженности до марганца, используют раствор соляной кислоты с концентрацией 5-18%, выщелачивание ведут до рН среды 6,0-6,5 при температуре 15-45°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе выщелачивания используют абгазную соляную кислоту.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2