氯化焙燒–水浸–碳化法處理低品位菱錳礦的工藝研究.pdf

1、我國(guó)錳礦主要以貧礦為主，錳的平均品位大約只有20％。隨著我國(guó)錳系產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程對(duì)錳品位的需求逐步提高，然而符合要求的中、高品位的錳礦資源比較少，不能滿足工業(yè)需求。因此，采用適宜的工藝處理低品位錳礦制備出滿足工業(yè)要求的高品位錳產(chǎn)品具有重要的意義。
　　直接酸浸法和預(yù)焙燒浸出法是處理低品位菱錳礦的常用方法。其中預(yù)焙燒浸出法以氯化焙燒-水浸-碳化工藝為主，該工藝的主要原理如下：菱錳礦在氯化焙燒工藝環(huán)節(jié)中轉(zhuǎn)化為以氯化錳為主

2、的可溶性焙砂，含錳焙砂通過(guò)水浸處理使其中的氯化錳溶解到水溶液并與雜質(zhì)分離，最后采用碳化劑對(duì)含錳水浸液進(jìn)行碳化處理得到碳酸錳精礦。菱錳礦氯化焙燒-水浸-碳化工藝與傳統(tǒng)的直接酸浸工藝相比主要優(yōu)勢(shì)如下：1）浸出過(guò)程采用水浸處理可以避免大量使用HCl或H2SO4，從而減少因直接排放含酸廢水對(duì)環(huán)境造成的污染；2）該工藝焙燒環(huán)節(jié)產(chǎn)生的尾氣以及碳化環(huán)節(jié)得到的濾液均可循環(huán)利用，從而減少原料的消耗。因此，對(duì)低品位菱錳礦采用氯化焙燒-水浸-碳化工藝進(jìn)行研究

3、可為促進(jìn)綠色富錳工藝新技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)，具有重要的意義。
　　針對(duì)四川萬(wàn)源某地區(qū)菱錳礦成分復(fù)雜、錳含量低的特點(diǎn)，本文采用氯化焙燒-水浸-碳化法對(duì)其進(jìn)行工藝研究，系統(tǒng)地探究了氯化焙燒環(huán)節(jié)、水浸環(huán)節(jié)以及碳化環(huán)節(jié)中各工藝參數(shù)對(duì)錳回收率的影響規(guī)律。結(jié)果表明：采用該工藝對(duì)菱錳礦進(jìn)行處理，可以使菱錳礦的錳品位從17.83%提高到41.78%，得到的碳酸錳精礦粉達(dá)到了化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?、賹?duì)原礦進(jìn)行了X-射線

4、熒光分析和X-射線衍射分析，結(jié)果表明：該地區(qū)菱錳礦屬于典型的低品位菱錳礦，主要物相為MnCO3、CaMg(CO3)2、SiO2和少量FeCO3。
　?、趯?duì)菱錳礦氯化焙燒過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算及分析，結(jié)果表明采用氯化銨作為添加劑對(duì)菱錳礦進(jìn)行焙燒處理是可行的。NH4Cl和MnCO3的開(kāi)始分解溫度分別為623K和621K。從熱力學(xué)的角度分析，溫度控制在623K~786K更有利于MnCl2的生成，同時(shí)有利于減少氯化鐵、氯化鎂、氯化鈣等雜質(zhì)生

5、成。
　　③采用氯化銨為添加劑，對(duì)菱錳礦氯化焙燒過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，考察了氯化銨用量、焙燒溫度及時(shí)間對(duì)焙砂質(zhì)量（以焙砂水浸后的錳浸出率為指標(biāo)）的影響規(guī)律。在相同的水浸條件下，確立了氯化焙燒工藝過(guò)程的優(yōu)化條件：焙燒溫度為459℃，氯化銨用量與菱錳礦粉質(zhì)量比值為1.59，焙燒時(shí)間為83min時(shí)，將含錳焙砂通過(guò)水浸處理，錳的浸出率可以達(dá)到93.8%。
　?、茉诹忮i礦氯化焙燒過(guò)程的優(yōu)化條件下，對(duì)含錳焙砂進(jìn)行了水浸實(shí)驗(yàn)研究，探討了液固

6、比、水浸溫度及時(shí)間對(duì)錳浸出率的影響規(guī)律。結(jié)果表明：液固比為4:1，水浸溫度為50℃，水浸時(shí)間為30min時(shí)，對(duì)錳的浸出比較適宜。
　?、輰?duì)含錳水浸液通過(guò)加入碳酸氫銨溶液的方式進(jìn)行了碳化實(shí)驗(yàn)研究，分析了碳化過(guò)程中各工藝參數(shù)對(duì)錳品位的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：NH4HCO3水溶液的加入濃度為1mol/L，[NH4HCO3]:[ Mn2+](摩爾比)為2.2:1，水浸液pH值為7.0，反應(yīng)時(shí)間為80min，反應(yīng)溫度為30℃時(shí)，制取的碳酸錳