Способ извлечения марганца из марганецсодержащего сырья



 


Владельцы патента RU 2484161:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам извлечения марганца из марганецсодержащих материалов, содержащих карбонаты и оксиды марганца (Mn2+ и Mn3+). Способ переработки марганцевых оксидных материалов, содержащих разновалентные оксиды марганца, включает выщелачивание измельченного сырья водным раствором серной кислоты в присутствии сульфата двухвалентного железа, фильтрацию, осаждение железа с последующим выделением марганца из продукционного раствора. При этом выщелачивание осуществляют с добавлением восстановителя в виде железа металлического или сульфата железа (Fe2+) при температуре 60-95°С, продолжительности 60-300 мин. Выщелачивание ведут при начальной концентрации H2SO4 в выщелачивающем растворе до 100 г/дм3 и конечной кислотности в продукционном растворе по водородному показателю рН<2. Техническим результатом является повышение извлечения марганца в раствор из перерабатываемого сырья за счет разработки режимов гидрометаллургической переработки. 1 табл.

 

Способ переработки марганцевых оксидных материалов, содержащих разновалентные оксиды марганца, включающий, выщелачивание измельченного сырья водным раствором серной кислоты в присутствии сульфата двухвалентного железа, фильтрацию, осаждение железа с последующим выделением марганца из раствора, отличающийся тем, что процесс осуществляют с добавлением восстановителя в виде железа металлического или сульфата железа (Fe2+) при температуре 60-95°С, продолжительности 60-300 мин и начальной концентрации H2SO4 в выщелачивающем растворе до 100 г/дм3 и конечной концентрации кислоты в продукционном растворе по водородному показателю рН<2.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам извлечения марганца из марганецсодержащих материалов, содержащих карбонаты и оксиды марганца (Mn2+ и Mn3+).

Известен способ переработки марганецсодержащего сырья с получением раствора сульфата марганца при выщелачивании сырья в растворах серной кислоты, взятой в стехиометрическом содержании по отношению к растворимым компонентам марганецсодержащего сырья, при температуре 75,5°С с подачей в раствор горячего сернистого газа, получаемого от обжига серного колчедана сернокислотного производства. Очистку растворов от примесей ведут отдувкой воздухом из пульпы остаточного содержания SO2 с последующим осаждением примесей щелочносоставляющими компонентами при рН 4,5-7,0 и температуре 40-70°С. В результате получены марганецсодержащие растворы [1. Патент №2082797 (Россия). Опубликовано: 27.06.1997. Щепкин А.А., Бубунов В.К. Барнов В.М. и др.]. Данный способ реализован на ПО «Целинный горно-химический комбинат», Казахстан.

Известен способ переработки бедных марганцевых руд, например, морских железо-марганцевых конкреций с повышенным содержанием фосфора и кремния включающий в себя термохимическую обработку сырья хлористым аммонием в соотношении хлористого аммония к марганцу в руде (2,0-2,5), при температуре 150-400°С с получением хлорида марганца, которые в последствии выщелачиваются водой, и газов, содержащих аммиак, направляемые для получения хлорида аммония. Растворы, полученные от водного выщелачивания, очищаются от железа, кремния и фосфора, направляются на электролиз для извлечения марганца. Полученный марганцевый концентрат используется для получения ферромарганца [2. Патент №2174156 (Россия). Опубликовано: 27.09.2001. Хвостов В.П., Чистов Л.Б., Малов Е.И. и др.].

Известен способ переработки марганцевых руд, железомарганцевых конкреций и отходов различных производств сернокислым методом, заключающийся в выщелачивании марганецсодержащего сырья в растворах серной кислоты в 77-98% стехиометрическом соотношении кислоты, необходимой на связывание марганца в сульфат в присутствии восстановительного раствора, содержащего сульфит-ион. При этом в качестве восстановительного раствора предлагается использовать бисульфитный раствор калия с концентрацией 20-40%, имеющего рН 5,2-6,0 [3. Патент №2223340 (Россия). Опубликовано: 10.02.2004. Носенков А.Н., Трунев С.В., Дмитревский Б.А., Треущенко Н.Н.].

Недостатками выше указанных способов является их неэкологичность (использование SO2, NH3), низкая экономическая эффективность (применение дорогостоящего автоклавного процесса при Т=150-400°С и дорогостоящих реактивов, в том числе бисульфита калия), получаемые конечные марганцевые концентраты пригодны для использования в черной металлургии для выплавки ферромарганца, что говорит об их недостаточной чистоте.

Наиболее близким по технической сущности является способ извлечения марганца из руд и продуктов их обогащения, включающий выщелачивание измельченного сырья раствором серной кислоты в присутствии сульфата двухвалентного железа, фильтрацию, осаждение железа с последующим выделением марганца из раствора [4. С.И.Хитрик и др. «Получение низкофосфористых марганцевых концентратов». - Киев: Техника. 1969, с.164-166].

Недостатком известного способа, по совокупности признаков являющегося прототипом предлагаемого изобретения, является отсутствие оптимальных режимов выщелачивания, обеспечивающих максимальное извлечение марганца в раствор из оксидного и карбонатного сырья.

Техническим результатом является повышение извлечение марганца в раствор из перерабатываемого сырья за счет разработки и усовершенствования режимов гидрометаллургической переработки.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки марганцевого сырья, содержащего разновалентные карбонаты марганца, включающем выщелачивание измельченного сырья водным раствором серной кислоты в присутствии сульфата двухвалентного железа, фильтрацию, осаждение железа с последующим выделением марганца из раствора, при этом процесс выщелачивания осуществляют с добавлением восстановителя в виде железа металлического или сульфата железа (Fe2+) при температуре 60-95°С, продолжительности 60-300 мин и начальной концентрации H2SO4 в выщелачивающем растворе до 100 г/дм3 и конечной концентрации кислоты в продукционном растворе по водородному показателю рН<2.

Благодаря оптимизации температуры растворов и времени, достигается повышение активность химических превращений и полнота протекания химических реакций с восстановительными добавками.

Добавки в виде железа металлического или сульфата железа (Fe2+) способствуют ускоренному восстановлению марганца в кислоторасворимую форму (1, 2, 3).

В опытах использовалось техногенное сырье, как отход от переработки комплексных руд.

Сырье выщелачивали раствором серной кислоты с начальной концентрацией до 100 г/дм3 при Т/Ж=1/3 в течение 1-5 часов при температуре 25-95°С с добавлением железа металлического и сульфата железа (Fe2+) для восстановления Mn3+→Mn2+.

Результаты 6 серий опытов представлены в таблице.

Результаты опытов по выщелачиванию марганца.
№ серии Время, ч Температура, °С рН Используемый реагент Извлечение Mn в раствор, %
1 1 25 0,9 Fe 80,30
3 25 1,33 Fe 81,98
3 25 1,31 Fe 80,36
5 25 1,2 Fe 75,29
5 25 1,3 Fe 81,28
2 1 25 0,99 FeSO4 74,84
1 25 0,98 FeSO4 73,15
3 25 0,84 FeSO4 76,31
3 25 0,88 FeSO4 73,20
5 25 0,99 FeSO4 72,38
5 25 1,01 FeSO4 73,23
3 1 60 0,8 Fe 80,38
1 60 0,74 Fe 80,51
3 60 0,93 Fe 84,43
3 60 0,91 Fe 84,92
5 60 1,36 Fe 81,02
5 60 1,32 Fe 81,28
4 1 60 1,33 FeSO4 83,44
1 60 1,28 FeSO4 73,84
3 60 1,9 FeSO4 68,10
3 60 1,93 FeSO4 68,10
5 60 0,65 FeSO4 73,87
5 60 0,61 FeSO4 73,92
5 1 95 1,94 Fe 84,1
5 95 0,9 Fe 86,70
5 95 0,87 Fe 84,37
6 1 95 0,97 FeSO4 72,52
5 95 0,92 FeSO4 73,34

По результатам опытов можно судить о том, что извлечение марганца в раствор увеличивается с повышением температуры и увеличением времени выщелачивания. Максимально достигнутое извлечение - 86,7% было в 5-й серии опытов при температуре 95°С и времени выщелачивания 5 часов с добавлением Feмет. При добавлении FeSO4 наилучшее выщелачивание достигнуто в 4-й серии опытов при температуре 60°С и времени выщелачивания 1 час и составило 83,44%.

При выходе за температурные и временные показатели процесса и в отсутствии восстановительных добавок происходит снижение извлечения марганца до уровня 50%.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает высокое извлечение марганца, достигающее 86,7%.

Способ переработки марганцевых оксидных материалов, содержащих разновалентные оксиды марганца, включающий выщелачивание измельченного сырья водным раствором серной кислоты в присутствии сульфата двухвалентного железа, фильтрацию, осаждение железа с последующим выделением марганца из продукционного раствора, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют с добавлением восстановителя в виде железа металлического или сульфата железа (Fe2+) при температуре 60-95°С, продолжительности 60-300 мин и начальной концентрации H2SO4 в выщелачивающем растворе до 100 г/дм3 и конечной кислотности в продукционном растворе по водородному показателю рН<2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической технологии марганца, в частности к переработке марганецсодержащих материалов с высоким содержанием кальция, железа и может быть использовано в технологии получения высококачественных концентратов марганца.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к получению высококачественных оксидов марганца, которые могут найти широкое применение в химической и металлургической промышленности.

Изобретение относится к химической технологии марганца и может быть использовано при обогащении марганцевых руд, в частности при переработке окисных марганцевых руд.

Изобретение относится к способу химического обогащения карбонатных марганцевых руд и может быть использовано при переработке обедненных марганцевых руд. .

Изобретение относится к способу переработки отработанных химических источников тока марганцевоцинковой системы для комплексной утилизации. .

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу отделения кобальта от марганца. .
Изобретение относится к области металлургии редких и цветных металлов и может быть использовано в технологии извлечения скандия из отходов производства вольфрама или титана на стадии разделения марганца и скандия или стадии дополнительной очистки скандиевых концентратов.
Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к способу переработки марганцевых концентратов для очистки от фосфора. .
Изобретение относится к способу получения металлического марганца в виде порошка, который может быть использован в исследовательских целях, в черной металлургии как добавка к сталям, в производстве сплавов и лигатур.

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов. .

Изобретение относится к области переработки урансодержащего сырья и может быть использовано при гидрометаллургической переработке урановых руд. .
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. .

Изобретение относится к способу комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд, содержащих ванадий, уран, молибден, редкоземельные элементы (РЗЭ).
Изобретение относится к технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов, в частности к извлечению РЗЭ из фосфогипса.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из сульфидного минерального сырья. .

Изобретение относится к способу извлечения металлов из металлсодержащего сульфидного минерального сырья. .
Изобретение относится к переработке титансодержащих концентратов с получением композиционных титансодержащих продуктов, используемых в качестве фотокатализаторов и сорбентов для очистки воды и воздуха от токсичных органических и неорганических веществ.
Изобретение относится к технологии комплексной переработки фосфогипса, получаемого в сернокислотном производстве минеральных удобрений из апатитового концентрата, и может быть использовано для производства концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также гипсовых строительных материалов и цемента.

Изобретение относится к области экстракции оксида ванадия. .
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к комплексной переработке красных шламов глиноземного производства
Наверх