一水硫酸錳生產工藝技術設備

① 硫酸錳生產工藝

給你一篇論文吧，還有幾篇，想要聯系我

兩礦法浸出低品位軟錳礦的工藝研究
賀周初, 彭愛國, 鄭賢福, 余長艷, 劉昱霖
X
(湖南化工研究院功能材料所,湖南長沙 410007)
摘 要:介紹了兩礦法浸出低品位軟錳礦的原理及工藝條件,在一定的工藝條件下,以硫鐵
礦作還原劑,用硫酸直接浸出Mn 含量為25 %左右的低品位軟錳礦,浸出率達93 % ,該工
藝具有能耗少,成本低,實用性強,錳回收率高等特點,為低品位軟錳礦的利用開辟了新的
途徑。
關鍵詞:兩礦法;軟錳礦;硫酸錳;工藝研究
中圖分類號: TF111. 31 文獻標識碼:A 文章編號:1002 - 4336 (2004) 02 - 0035 - 03
近10 年來,隨著我國錳冶金及錳化工的飛
速發展,對錳礦的需求量越來越大,高品位的錳
礦日漸減少,錳礦的出廠價近年也在不斷攀升,
給錳冶金及錳化工行業的生產成本控制提出了
嚴峻挑戰。我國的錳礦儲量十分有限,而大部
分是低品位的。低品位的菱錳礦已在電解錳及
電解二氧化錳中得到廣泛利用,低品位的軟錳
礦一直無法直接利用,只有通過選礦來提高品
位,這樣既提高了成本又浪費了資源。為克服
傳統法生產硫酸錳轉化率低、能耗大、成本高,
且勞動強度大,對環境污染嚴重的缺點,充分利
用我省低品位軟錳礦,作者開展了兩礦法浸出
低品位軟錳礦制硫酸錳及其下游產品的工藝研
究。實驗表明:該法原料來源廣,工藝及設備簡
單,操作穩定,能耗低,生產成本低,具有廣泛的
實用性,顯著的經濟效益和社會效益。
1 基本原理
兩礦法浸出軟錳礦制硫酸錳的研究較多,
但直接利用錳含量低於30 %的低品位軟錳礦
制備硫酸錳還未見報道。軟錳礦中錳是以二氧
化錳的形式存在的,不能被硫酸直接浸出,必需
要有還原劑的存在,才能將Mn4 + 還原成Mn2 +
再與H2SO4 生成MnSO4 。還原劑有多種,如硫
鐵礦、硫酸亞鐵、二氧化硫及其它還原劑。作者
選用原料來源廣,價格便宜,操作方便,還原效
果好且便於大規模工業生產中使用的硫鐵礦作
還原劑,即兩礦法。就是將軟錳礦、硫鐵礦、硫
酸按一定比例混合,在一定條件下反應生成硫
酸錳,然後再將同時被硫酸浸出的其它雜質除
掉,得到硫酸錳。一般認為,兩礦法的主反應方
程式為:
15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4
15MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + 14H2O
選定的硫酸錳生產工藝流程見圖1 。
2 實 驗
2. 1 原料及規格
軟錳礦:本研究採用湖南省衡陽地區某礦
未經選礦的低品位軟錳礦,粒度為01150 mm ,
其主要成分如下:
MnO2 39181 % ,Mn 25117 % , Fe 7125 % ,
MgO 0174 % ,CaO 1718 %。
硫鐵礦: 採用湖南省某礦硫鐵礦,粒度為
01150 mm ,其主要成分如下:
S 3517 % , Fe 35186 % ,其中FeS∶1414 % ,
FeS2∶5711 %
硫酸:採用湖南省某廠93 %的冶煉回收酸
2. 2 實驗研究
實驗以2 000 mL 的燒杯為反應器,帶攪拌
器。首先將一定量的水注入反應器,開啟攪拌,
按一定比例准確加入軟錳礦、硫酸,升溫,然後
慢慢加入硫鐵礦粉。加熱升溫至95 ℃左右,保
溫3～6 h ,反應完畢後加入除鐵劑,待pH > 5
時,將反應料漿過濾,洗滌,洗水作下次浸取用,
得到的硫酸錳溶液加入除雜劑,在攪拌的條件
下保持一定時間,然後過濾,濾液經靜置後再過
濾,以除去硫酸錳溶液中的雜質,干凈的硫酸錳
溶液可作為金屬錳或二氧化錳、碳酸錳等下游
產品的原料,也可濃縮結晶再乾燥得到硫酸錳
產品。
3 實驗結果及討論
3. 1 條件實驗
條件實驗採用正交試驗的方法進行,固定
軟錳礦、液固比及反應溫度,選擇硫鐵礦用量、
硫酸用量和反應時間作為3 個因子來設計正交
試驗,每個因子取3 個不同的水平,正交試驗各
因子的水平設計見表1 。
表1 正交試驗因子水平設計表
水平
因
子
A ( FeS2 ,g) B (H2SO4 ,g) C(時間Ph)
1 A 1 B1 C1
2 A 2 B2 C2
3 A 3 B3 C3
正交試驗方案及結果見表2 。
表2 正交試驗方案及結果
序號
A B C
1 2 3
浸取率P%
1 A 1 B 1 C1 75. 5
2 A 1 B 2 C2 85. 2
3 A 1 B 3 C3 68. 6
4 A 2 B 1 C1 92. 7
5 A 2 B 2 C2 93. 5
6 A 2 B 3 C3 83. 2
7 A 3 B 1 C1 83. 7
8 A 3 B 2 C2 84. 3
9 A 3 B 3 C3 79. 4
K1 229. 3 251. 9 243. 0
K2 269. 4 263. 0 257. 3
K3 247. 4 231. 2 245. 8
K1 76. 4 84. 0 81. 0
K2 89. 8 87. 7 85. 8
K3 82. 5 77. 1 81. 9
R 13. 4 10. 6 4. 8
因子主次A > B > C
較優水平A 2 B 2 C2
從表2 看出, A 因子中, k2 = 8918 為最大,
說明A 因子中A 2 水平最好,同樣, B 因子和C
因子中, B2 水平和C2 水平最好。因此, A 2 、
B2 、C2 為較優水平。由表中R 值看出,對浸出
率影響的因子主次為A 因子最大, B 因子次
之, C 因子較小。
3. 2 最優工藝條件驗證
根據正交試驗結果, 選取因子中A 2 、B2 、
C2 為工藝條件,固定軟錳礦用量,反應溫度取
95 ℃,液固比取5∶1 ,進行循環試驗,試驗的其
中3 組連續數據見表3 。
表3 最優工藝條件循環試驗結果
序號
項
目
軟錳礦Pg 硫鐵礦Pg 硫酸Pg 液固比溫度P℃ 反應時間Ph 浸出率P%
1 200 S 110 5∶1 95 4 93. 48
2 200 S 110 5∶1 95 4 93. 60
3 200 S 110 5∶1 95 4 92. 12

② 一水硫酸錳，如何製成顆粒呢需要添加什麼粘合劑及比重呢

貌似就是圓盤滾的 適當加點水。

③ 工業上如何製得硫酸錳、硫酸亞錳

用生產高錳酸鉀的廢渣生產硫酸錳,另一種製造用於生產emd的高質量硫酸錳溶液的方法:以含有鉀的低品位碳酸錳礦為原料，在互相分離的兩個浸出器中分兩段完成浸出過程，並在其第一段進行浸出的同時除去溶液中的k＋離子雜質，達到適於生產高質量電解二氧化錳的要求，並且不需要外加葯劑。兩段浸出過程與隨後的濃密沉清過程相結合，不僅可除去一般工藝中無法除去的k＋離子，創造得到純凈γ型電解沉積物的條件，而且錳的浸出率可達到90％以上。
硫酸亞錫的制備方法：將錫粉加到硫酸銅的硫酸溶液中，採用至少兩次的置換反應以製取硫酸亞錫，在第一反應釜中以略小於等當量的錫粉加到硫酸銅的硫酸溶液中，得到由硫酸銅溶液和硫酸亞錫溶液混合成的溶液a和純銅粉沉澱物b，將溶液a傾入第二反應釜中並加入稍過量的錫粉，得到純硫酸亞錫溶液，過量的錫粉返回第一反應釜中再次使用。

④ 一水硫酸錳溶液用壓力釜高溫結晶,結晶率較低是什麼原因,有什麼方法可以提高結晶率

加晶種，或者攪拌試試

⑤ 一水硫酸錳的合成方法

1.軟錳礦法：將軟錳礦粉與煤粉以100：20(質量比)的配料比混合，在焙燒爐中於800℃進行還原焙燒，生成氧化錳。於隔絕空氣條件下冷卻至室溫，在15%～20%稀硫酸中進行酸解，用二氧化錳粉作氧化劑使Fe2+→Fe3+，控制Ph≤5.2，經壓濾，以除去Fe3+、鋁和其他酸不溶物，再靜置沉降進一步除鈣雜質。硫酸錳精濾液經蒸發濃縮、結晶、離心分離、熱風乾燥，製得硫酸錳成品，其
MnO2+C→MnO+CO
MnO2+CO→MnO+CO2
MnO+H2SO4→MnSO4+H2O
2.兩礦焙燒法：將軟錳礦和硫鐵礦乾燥後分別經粉碎，然後配料混合，在500--600℃下焙燒0.5-1.0h，熟料用稀硫酸錳溶液浸取，分離濕渣後進行精濾，再經蒸發、濃縮、離心分離，濕料經乾燥、粉碎，製得硫酸錳產品。其
8MnO2+4Fe2S2+11O2→8MnSO4+2Fe2O3
3.還原浸取法：將軟錳礦、硫酸和一定量還原劑混合反應，經熟化，用水浸取，過濾除渣得硫酸錳溶液，再經濃縮、結晶、分離、乾燥製得硫酸錳產品。反應所用還原劑可根據條件，選用硫酸亞鐵、黃鐵礦、鐵屑、澱粉、木屑等均可。目前以硫酸亞鐵、黃鐵礦應用較多。以黃鐵礦為還原劑，用水浸取直接制硫酸錳溶液，其
FeS2+H2SO4+6H2O→FeSO4+2H2SO4+5H2↑
MnO2+H2SO3→MnSO4+H2O
H2+H2SO4+MnO2→MnSO4+2H2O
2FeSO4+2H2SO4+MnO2→MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
4.菱錳礦法：菱錳礦經粉碎與硫酸浸取反應，生成的硫酸錳溶液經過濾除渣，濾液加熱濃縮、冷卻結晶、離心分離、乾燥，製得硫酸錳成品。用硫酸浸取菱錳礦時，為促使高價錳的還原及低價亞鐵的氧化，需加入少量催化劑，並通空氣達到此目的，或採用電解二氧化錳的廢電解液與硫酸浸取礦物，再經中和過濾除鐵，製得硫酸錳溶液。其
MnCO3+H2SO4→MnSO4+H2O+CO2↑
5.對苯二酚副產回收法：由苯胺與二氧化錳氧化反應生產對苯二酚時副產大量含硫酸錳、硫酸銨的廢液，通常經石灰乳中和除去雜質，然後加熱脫氨得硫酸錳溶液，再經濃縮、結晶、脫水分離、乾燥，製得硫酸錳產品。其
2C6H5NH2+4MnO2 +5H2SO4→2(OC6H4O)+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O
(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4↓+2NH3↑+2H2O
6.在錳鐵合金粉末（含錳70%）和水的混合物中，分次少量加入密度為1.84的硫酸（使錳稍過量），進行反應：
反應過程中，要經常加入少量水，以彌補蒸發的水分，反應結束後，加入等量水靜置。濾去沉澱後，在濾液中加適量二氧化錳，邊攪拌邊加熱至50℃，使Fe2+離子完全氧化成Fe3+離子，並水解，過濾除去沉澱。在濾液中加入適量的碳酸鈉糊，以進一步沉澱出Fe離子，過濾後將濾液加熱蒸發，重新過濾。濾液用硫酸酸化後，控制溫度不超過60℃進行蒸發濃縮至出現結晶，然後在0℃以下結晶，結晶用冰水洗滌，甩干後用熱風乾燥，以此製得結晶硫酸錳。
7.先將工業二氧化錳用硝酸浸泡，再用水洗滌以製得不含鹼金屬鹽類的二氧化錳。在合格的二氧化錳和水的混合液中，邊攪拌邊通入二氧化硫氣體，直至沉澱由黑色變為淺灰色：
然後再加入少量二氧化錳至黑色沉澱不再變色為止。繼續攪拌至混合物中二氧化硫氣味消失，過濾，濾液用10%硫酸酸化，水浴蒸干並在450℃下灼燒數小時，直到二氧化硫不再逸出為止。所得灼燒物為無水硫酸錳。

⑥ 兩礦法生產硫酸錳工藝流程

1、制漿：用水或循環溶液將二氧化錳礦粉、硫鐵礦粉按一定比例混合制漿後抽入反應釜中。
2、反應：向反應釜中緩慢加入適量硫酸，在一定溫度下緩慢攪拌，使物料在反應釜中充分進行氧化還原反應，最終生成硫酸錳溶液。
3、除雜：反應終止後，直接在反應釜內趁熱對漿液進行除雜，除雜結束趁熱進行固液分離和對殘渣的洗滌。
4、凈化：在濾液出口處加入福美鈉(SDD、二甲基二硫代氨基甲酸鈉)溶液，濾液收集於儲液池中，在池中的濾液經自然冷卻、沉降，經檢驗合格後再進行精壓。
5、制出產品：合格濾液經濃縮、脫水、烘乾和檢驗合格後進行包裝，最終獲得優質硫酸。