阅读说明：本技术 一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法 (Method for improving manganese leaching rate in low-grade manganese ore ) 是由 郭爱民 明宪权 黄冠汉 谢彦 黄炳龙 刘登祥 卢国贤 何溯结 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法,在低品位锰矿浸出过程中,加入适量表面活性剂,改善矿物颗粒的表面活性,提高矿石颗粒对氢离子吸附作用,不仅有效去除油性有机质,同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中,表面活性剂不断被过滤出去,使得锰矿浸出液的表面张力持续下降,使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势,在低品位锰矿电解过程中,加入适量表面活性剂,使得锰矿浸出液的表面张力数值最优,显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位,使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒,可以抑制析氢反应的发生,可以显著提高电解锰过程的电流效率,使得电解锰能耗低,锰的浸出率高。(According to the method for improving the leaching rate of manganese in the low-grade manganese ore, a proper amount of surfactant is added in the leaching process of the low-grade manganese ore, so that the surface activity of mineral particles is improved, the adsorption effect of the mineral particles on hydrogen ions is improved, oily organic matters are effectively removed, and the leaching rate of manganese is improved; in the filter pressing process of the manganese ore leachate, the surfactant is continuously filtered out, so that the surface tension of the manganese ore leachate is continuously reduced, the current efficiency of the manganese ore leachate tends to rise first and then fall, and in the low-grade manganese ore electrolysis process, a proper amount of surfactant is added, so that the surface tension value of the manganese ore leachate is optimal, and the current efficiency of electrolytic manganese is obviously improved; reasonably controlling the oxidation-reduction potential of the electrolyte to ensure that the current efficiency of the solution is highest; selenium dioxide with a certain concentration is added into the electrolyte during electrolysis, so that the occurrence of hydrogen evolution reaction can be inhibited, the current efficiency in the manganese electrolysis process can be obviously improved, the energy consumption of the manganese electrolysis is low, and the leaching rate of manganese is high.)

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法。

背景技术

当前，我国已经成为世界第一大锰资源利用国，国内优质锰矿的资源潜力达2亿吨，锰矿资源以复杂低品位碳酸锰矿为主，国内电解锰企业普遍采用碳酸锰矿作为金属锰生产原料，其优点是浸矿工艺简单，可以直接用硫酸进行锰矿的浸取。但是其较低的品位、较多的有害杂质使得其锰渣产量巨大，电解能耗较高。我国锰矿以沉积型碳酸锰石为主，氧化锰矿石次之。就矿石品位而言，我国锰矿资源以贫矿为主(约占储量的93.6%)，平均品位不足20%。就矿相成分而言，我国锰矿石物质组分复杂，高磷、高硫、高氯以及含有伴(共)生金属元素(铜、钻、镍等)和其它杂质(铝、氟、镁、钙等氧化物)的锰矿石，一些特殊锰矿中又伴有高附加值的贵重金属元素(如银、铅、锌、钻等)。我国复杂低品位锰资源储量丰富，急需节能高效的低品位锰矿提取新技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、原料消耗少的提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为0.95～1.05：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为2.9～3.1：1，表面活性剂的投入量为19ppm～21ppm，在温度为55℃～65℃条件下反应4.8h～5.2h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.00%～19.10%、+4价金属锰的质量百分比为0.45%～0.55%，所述表面活性剂为OP-10；

（2）对锰矿浸出液除铁，再将锰矿浸出液的pH调节至6.5～7.0，进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置22 h～26 h，进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为210 mV～230 mV、电流密度为340 A/m²～360 A/m²、阴极区内温度为35℃～45℃、阴极液pH值为6.9～7.1条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为28g/L～32g/L、硫酸铵的含量为110 g/L～130 g/L、二氧化硒含量为28 mg/L～32mg/L、OP-10的含量为25ppm～30ppm。

进一步地，所述步骤（1）中的硫酸为质量百分数为96.5%～98.5%的浓硫酸。

进一步地，所述步骤（2）中用锰粉氧化除铁。

进一步地，所述步骤（2）中用双飞粉调节锰矿浸出液的pH。

进一步地，所述步骤（2）中在压力为0.05MPa～0.15MPa条件下进行第一次压滤。

进一步地，所述步骤（3）中对第一次压滤滤液硫化除杂所用硫化剂为硫化钠、硫化钡、硫化亚铁或硫化铵中的一种。

进一步地，所述步骤（3）中在压力为0.25MPa～0.35MPa条件下进行第二次压滤。

进一步地，所述步骤（4）中第三次压滤的压力为0.15MPa～0.25MPa。

进一步地，所述步骤（5）中将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350 A/m²、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。

进一步地，所述步骤（5）中的电解周期为每电解22h～26h出槽、换板。

本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，在低品位锰矿浸出过程中，加入适量表面活性剂，改善矿物颗粒的表面活性，提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，不仅有效去除油性有机质，同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中，表面活性剂不断被过滤出去，使得锰矿浸出液的表面张力持续下降，使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势，在低品位锰矿电解过程中，加入适量表面活性剂，使得锰矿浸出液的表面张力数值最优，显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位，使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒以抑制析氢反应的发生，可以显著提高电解锰过程的电流效率，使得电解锰能耗低，锰的浸出率高。

本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，锰矿浸出液除铁后在特定压力下进行第一次压滤，硫化除杂后在特定压力下进行第二次压滤，活性炭吸附后在特定压力下进行第三次压滤，极大的强化了除铁、硫化除杂及活性炭吸附的效果，提高了锰的浸出，使锰的回收率达到95%以上，锰渣中的锰含量得到降低，提高了锰的综合利用率，节约资源，并减少对环境的污染。

具体实施方式

下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。

实施例1

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为0.95：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为2.9：1，表面活性剂的投入量为19ppm，在温度为55℃条件下反应4.8h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.00%、+4价金属锰的质量百分比为0.45%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为96.5%的浓硫酸；

（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.5，在压力为0.05MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.25MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化钠；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置22 h，在压力为0.15MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为210 mV、电流密度为340A/m²、阴极区内温度为35℃、阴极液pH值为6.9条件下电解起始电解液，电解周期为每电解22h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为28g/L、硫酸铵的含量为110 g/L、二氧化硒含量为28 mg/L、OP-10的含量为25ppm。

上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.45%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.5%。

实施例2

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.05：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3.1：1，表面活性剂的投入量为21ppm，在温度为65℃条件下反应5.2h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.10%、+4价金属锰的质量百分比为0.55%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为98.5%的浓硫酸；

（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至7.0，在压力为0.15MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.35MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化钡；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置26 h，在压力为0.25MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为230 mV、电流密度为360A/m²、阴极区内温度为45℃、阴极液pH值为7.1条件下电解起始电解液，电解周期为每电解26h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为32g/L、硫酸铵的含量为130 g/L、二氧化硒含量为32mg/L、OP-10的含量为30ppm。

上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.65%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.7%。

实施例3

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；

（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.10MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.20MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350A/m²、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。

上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为96.3%。

实施例4

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；

（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.30MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.30MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350A/m²、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为28ppm。

上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为95.1%。

对比例1

一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，包括以下步骤：

（1）在浸矿过程中，投料时低品位锰矿与液体的重量比为1.02：5，硫酸与低品位锰矿的重量比为3：1，表面活性剂的投入量为20ppm，在温度为60℃条件下反应5h，静置15min，得到锰矿浸出液，所述低品位锰矿中+2价金属锰的质量百分比为19.05%、+4价金属锰的质量百分比为0.50%，所述表面活性剂为OP-10，所述硫酸为质量百分数为97.5%的浓硫酸；

（2）对锰矿浸出液用锰粉氧化除铁，用双飞粉将锰矿浸出液的pH调节至6.7，在压力为0.10MPa条件下进行第一次压滤，得到第一次压滤滤液；

（3）对第一次压滤滤液硫化除杂，在压力为0.30MPa条件下进行第二两次压滤，得到第二次压滤滤液，硫化除杂用硫化剂为硫化铵；

（4）在第二次压滤滤液中加入活性炭，鼓气，静置24 h，在压力为0.20MPa条件下进行第三次压滤，得到第三次压滤滤液；

（5）将第三次压滤滤液调配成起始电解液，在氧化还原电位为220 mV、电流密度为350A/m²、阴极区内温度为40℃、阴极液pH值为7条件下电解起始电解液，电解周期为每电解24h出槽、换板，得到电解金属锰产品；所述起始电解液中+2价金属锰的含量为30g/L、硫酸铵的含量为120 g/L、二氧化硒含量为30mg/L、OP-10的含量为0ppm。

上述低品位锰矿取自于广西某地，该低品位锰矿矿样的X射线荧光光谱分析(XRF)结果显示了矿样中主要成分为二氧化硅、氧化钙等物质，主要的金属元素有锰、铁、铝、钙、镁、钦，其中锰的含量为19.55%。铁、钙含量较高，矿石中含硫、磷、氯等非金属有害杂质元素均低于0.1%；由步骤（5）的电解结果可知，本实施例中锰的回收率为94.5%。

由实施例1-4及对比例1的电解结果可知，本发明一种提高低品位锰矿中的锰浸出率的方法，在低品位锰矿浸出过程中，加入适量表面活性剂，改善矿物颗粒的表面活性，提高矿石颗粒对氢离子吸附作用，不仅有效去除油性有机质，同时提高锰的浸出率；锰矿浸出液在压滤过程中，表面活性剂不断被过滤出去，使得锰矿浸出液的表面张力的持续下降，使得锰矿浸出液的电流效率存在先上升后下降的趋势，在低品位锰矿电解过程中，加入适量表面活性剂，使得锰矿浸出液的表面张力数值最优，显著提高电解锰的电流效率；合理控制电解液的氧化还原电位，使溶液电流效率最高；电解时向电解液中添加一定浓度的二氧化硒以抑制析氢反应的发生，可以显著提高电解锰过程的电流效率，使得电解锰能耗低，锰的浸出率高；锰矿浸出液除铁后在特定压力下进行第一次压滤，硫化除杂后在特定压力下进行第二次压滤，活性炭吸附后在特定压力下进行第三次压滤，极大的强化了除铁、硫化除杂及活性炭吸附的效果，提高了锰的浸出，使锰的回收率达到95%以上，锰渣中的锰含量得到降低，提高了锰的综合利用率，节约资源，并减少对环境的污染。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。