氯化焙燒–水浸–碳化法處理低品位菱錳礦的工藝研究.pdf

1、我國錳礦主要以貧礦為主，錳的平均品位大約只有20％。隨著我國錳系產業(yè)的快速發(fā)展，現代化生產過程對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)要求的高品位錳產品具有重要的意義。
　　直接酸浸法和預焙燒浸出法是處理低品位菱錳礦的常用方法。其中預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)中轉化為以氯化錳為主

2、的可溶性焙砂，含錳焙砂通過水浸處理使其中的氯化錳溶解到水溶液并與雜質分離，最后采用碳化劑對含錳水浸液進行碳化處理得到碳酸錳精礦。菱錳礦氯化焙燒-水浸-碳化工藝與傳統的直接酸浸工藝相比主要優(yōu)勢如下：1）浸出過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環(huán)境造成的污染；2）該工藝焙燒環(huán)節(jié)產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，對低品位菱錳礦采用氯化焙燒-水浸-碳化工藝進行研究

3、可為促進綠色富錳工藝新技術的應用提供技術依據，具有重要的意義。
　　針對四川萬源某地區(qū)菱錳礦成分復雜、錳含量低的特點，本文采用氯化焙燒-水浸-碳化法對其進行工藝研究，系統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)中各工藝參數對錳回收率的影響規(guī)律。結果表明：采用該工藝對菱錳礦進行處理，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到了化工行業(yè)標準。具體研究內容及結論如下：
　?、賹υV進行了X-射線

4、熒光分析和X-射線衍射分析，結果表明：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。
　　②對菱錳礦氯化焙燒過程進行了熱力學計算及分析，結果表明采用氯化銨作為添加劑對菱錳礦進行焙燒處理是可行的。NH4Cl和MnCO3的開始分解溫度分別為623K和621K。從熱力學的角度分析，溫度控制在623K~786K更有利于MnCl2的生成，同時有利于減少氯化鐵、氯化鎂、氯化鈣等雜質生

5、成。
　?、鄄捎寐然@為添加劑，對菱錳礦氯化焙燒過程進行了實驗研究，考察了氯化銨用量、焙燒溫度及時間對焙砂質量（以焙砂水浸后的錳浸出率為指標）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程的優(yōu)化條件：焙燒溫度為459℃，氯化銨用量與菱錳礦粉質量比值為1.59，焙燒時間為83min時，將含錳焙砂通過水浸處理，錳的浸出率可以達到93.8%。
　?、茉诹忮i礦氯化焙燒過程的優(yōu)化條件下，對含錳焙砂進行了水浸實驗研究，探討了液固

6、比、水浸溫度及時間對錳浸出率的影響規(guī)律。結果表明：液固比為4:1，水浸溫度為50℃，水浸時間為30min時，對錳的浸出比較適宜。
　　⑤對含錳水浸液通過加入碳酸氫銨溶液的方式進行了碳化實驗研究，分析了碳化過程中各工藝參數對錳品位的影響規(guī)律。實驗結果表明：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，反應時間為80min，反應溫度為30℃時，制取的碳酸錳