Способ извлечения марганца

 

(72) Авторы изобретения I

О. С. Садунишвили, И. Г. Гвалия и Н.Т., Гофман .

Грузинский ордена Ленина и ордена ТрудОвого Красного

Знамени политехнический институт им В И..Ленина (7!) Заявитель (5÷) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦА фильтрации P ).

Изобретение относится к гидрометаллургии, например к получению водных растворов солей марганца для электролитичес кого получения металла, с использованием в качестве исходного материала шлаков ферросплавного производства.

Известен способ получения раствора сульфата марганца выщелачиванием водным раствором серной кислоты (кислым анолитом) продукта восстановительного обжига окисных марганцевых руд, при котором руда сушится, измельчается, подвергается восстановительному обжигу с мазутом и вводится в раствор, содержащий 50-60 г/л серной кислоты (отработанный анолит) для выщелачивания. При этом концентрация серной кислоты от исходных

50-60 г/л доводится до нуля (нейтрализация). Отделение твердой фазы от жидкой после вьпцелачивания проходит в течение 2-х ч и не требует

Дефицитность окисных марганцевых руд обуславливает необходимость использования других исходных материалов, например шлаков производства марганцевых ферросплавов, для которых данный способ неприемлем из-за образования геля кремнекислочы и saгустения растворов, резко снижающего скорость отделения твердой от жидкой фаз (фильтрации), т.е. эффективность всего процесса получения раствора соли. Таким образом, описанный способ получения сульфата марганца оправдал себя для обработки материалов с низким содержанием кремнекислоты, однако при переходе к материалам с высоким содержанием кремнекислоты этот способ выщелачивания непригоден.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения раствора сульфата марганца из шлаков ферросплавного производ10

3 8548 ства, заключак цийся в том, что шлак вьпцелачивается водным Раствором сер-: ной кислотъг при поддержании в реакто» ре постоянного высокого рН, равного по крайней мере 3,5, путем постоянной подачи кислого раствора. Далее полученный продукт подвергают нейтрализации аммиаком и выщелачивают сульфат марганца $2).

При этом способе выщелачивания геля кремнекислоты образуется меньше и скорость фильтрации увеличивается вдвое по сравнению с указанным. улучшение фильтруемости действительно достигается не только при весьма тщательном поддержании рН на заданном высоком уровне, что связано с крайне малой скоростью процесса вьпцелачивания, т.е. эффективность всего процесса получения раствора сульфата марганца мала. Таким образом, недостат.ком способа является малая скорость процесса перехода марганца из исходно . го материала в раствор при высоком рН вьпцелачивания. 25

Цель изобретения — интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения раствора сульфата марганца из материалов зп с высоким содержанием креииекислоты выщелачиванием безводной серной кислотой в течение 15-,20 ч с последующим нагревом до 250-270ОС и сухой нейтрализацией газообразным аммиаком, з5 после чего только материап вьпцелачивастся водой или растворами солей аммония.

Осуществление такой последрвательности операций позволяет предотвра- 40 тить одновременное соприкасание шлака серной кислоты и воды путем разделения реакции шлака с серной кислотой от процесса растворения образующегося сульфата марганца в воде или 45 в водном растворе соли. При меньшем, чем l5 ч. времени обработки материала кислотой снижается извлечение марганца. Обработка более 20 ч ведет к отвердению материала и затруднению 50 последующего выщелачивания. Нагрев при температуре менее 250С С может обусловить появление геля при расто ворении. При нагреве вьппе 275 С могут появиться пары непрореагированной сер.ss ной кислоты.

Пример. Гранулированный шлак производства углеродистого или сред82

4 неуглеродистого ферромарганца, содержащий например Х: Ми 34; 51О 36; р8<О3 6,6;pq О 0,8 Са09 измельчают до 0,25 мм, тщательно смешивают с концентрированной серной кислотой уд.вес 1,84 г/см в открытом реакторе. Кислота берется в количестве, отвечающем определенному отношению

И 504(г): шлак (r). Смесь выдерживают в течение определенного времени подвергают нагреву, нейтрализуют газообразным аммиаком и выщелачивают водой или раствором соли аммония.

При образовании геля отделение твердой фазы от жидкой во всех случаях требует фильтрации, которая протекает крайне медленно. При отсутствии геля фильтрации не требуется вообще, гвердая фаза быстро отстаивается и занимает через 2 ч отстоя всего

i/7-1/8 ч от общего объема совершенно прозрачного раствора.

По данным таблицы оптимальными условиями проведения процесса, при которых извлечение марганца достигает 933 от исходного, выделения паров кислоты нет, материал не затвердевает в трудно-выщелачиваемые комки, остается в виде белого порошка, и не образуется геля,. являются:

Н2504. (г); Шпак (г) 1: l

Время обработки, ч l 5-20 Температура нагрева в течение 1 ч,ОС 250-275,.

При растворении в воде имеется выделение определенного количества марганца в виде гидроокиси марганца. что при получении соли марганца не является препятствием, Прн получении раствора сульфата марганца для производства электролитического марганца образование гидроокиси предотвращается растворением в растворе сернокислого аммония.

В таблице представлены результаты опытов в зависимости от температуры и времени обработки, предлагаемый способ позволяет значительно интенсифицировать процесс получения раствора сульфата Марганца, освобождает технологию от необходимости медленно протекающей фильтрации, заменяя ее отстоем твердого остатка. При применении предлагаемого способа в производстве электролитию ческого марганца он дает возможность заменить дефицитную и дорогую перок5 854882 6 сидную руду побочным продуктом — шла-, нотоннажном производстве ферросплавов ком производства ферромарганца, стон- не является дефицитом для маслотоннад мость которого в несколько раз мень- ного производства злектролитического

are стоимости руды и который при круп- марганца.

Нет,2 л/см ч

230 сть мало

Нет Отстой 2 ч

Порошок -"- 78,5

250

79,2

260

80,1

275

Есть 80,2

280

3,6 л/сьРч

Мало

Нет

230 1

250 1 Порошок

Нет Отстой 2 .ч

80,3

81 2

260, 1

275 1

82,5

Есть, 82,3

280

230

Есть

92,2

Нет

1 Порошок

92,5

250

92,9

Мало

260

Нет Отстой 2 ч!!

Есть

93,3

93,1

2?5

280!!»

2,5 л/см.ч

Нет 92 2

Есть

230

Нет Отстой 2 ч!!

Порошок

«!!»

20!!

° !

2,5 л/см ч

Есть 85,1

Есть

230

Есть 2,5 л/с .ч

Нет Отстой 2 ч

95,) Нет

85,2

Твердые

Комки

250

I°

85 1

260

275

82,0

81,5

Есть

280

Нет 90,5

230

Порошок -"- 90, 7

250

275

92,1

92,3

93,7

l2

2,5 л/см-ч и

2,5 л/см ч

2,2 л/см.ч

Обиль 2 л/см.ч но

Есть 2,5 л/см. ч

854882

7 8 9

91,2

260... 1

Нет Отстой 2 ч.275

Обильно 91,4

Нет 94,2

Порошок —."- 94, 7

2,5 л/см ч

2,5 л/см ч

Есть

94,3

Нет Отстой 2 ч

95,4

Обильно 95,3

1 14

«Л.-»

2.

2,5 л/см ч

2 л/см ч

Нет 94,5

Порошок -"- 94, 7

230

Есть

250

Нет Отстой 2 ч

95 ° 2

260

95,1

275

Есть 94,7

280

2,7 л/см ч

94,7

Твердые Нет

250

Nano

95,8

95,7

Нет Отстой 2 ч

260

Комки

275

96,0

Есть

280

Формула изобретения

Составитель Л. Темирова

Редактор М. Дылын Техред Н.Ковалева Корректор А. Гриценко

Заказ 6796/30 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

230 1

250 1

260 1

275 1

280 ..1

Способ извлечения марганца иэ материалов с высоким содержанием кремнекислоты, включающий обработку исходного иатериала серной кислотой, нейтрализацию полученного продукта аммиаком и отделение раствора образующегося сульфата марганца от твердого остатка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса, обработку исходного

З5 материала ведут безводной серной кислотой при 250"275 С в течение

15-20 ч.

Источники информации, 4g принятые во внимание при экспертизе

1 Электрохимия иарганца, т.1, Тбилиси, изд.АН ГССР, 1957, с.9.

2. Патент QHA В 3003936, кл. 204-105, 1961.