工业废盐酸浸出低品位菱锰矿制取四水氯化锰的扩大试验研究

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我国的锰资源非常丰富(按金属量计居世界第7位),主要分布在广西、贵州、四川、云南、湖南等省。但大部分锰矿品位较低,平均品位约22%,符合国际商品级的富矿石(Mn含量≥48%)完全缺乏。贵州省的锰矿资源总量居全国第3位,菱锰矿为主要锰矿石类型,平均品位16%~22%,占全省锰矿保有储量的98.64%。随着近年的无序开采,导致锰矿石供应量不足和品位下降,这严重制约了我国锰业的发展。另一方面,在海绵钛生产以及氯碱工业生产过程中产生大量废盐酸,废盐酸排放会导致巨大的资源浪费,污染周边环境;而且废盐酸中含有大量杂质,对其回收利用也有一定困难,对环境造成了很大的危害。  本论文介绍了一种废盐酸浸出低品位菱锰矿生产四水氯化锰的湿法生产工艺。主要目的是实现贫锰矿的开发利用,提高锰矿资源利用率;解决工业废盐酸的回收利用难题,减轻对环境的危害,实现资源的综合利用。本论文主要研究内容包括扩大实验研究、循环研究和净化研究三部分。扩大实验研究通过单因素实验、正交实验等方式,考察浸出时间、浸出温度、液固比、浸出酸度等因素对锰浸出率的影响,最后确定最佳的浸出工艺条件;循环研究主要考察循环方式和返回液比例来确定合理的生产循环流程,降低资源消耗,提高生产效率;净化研究主要考察浸出过程和浸出液的净化,得到最合理的净化方式。  在此前所作研究基础上,以H2O2作氧化剂,进行了扩大实验研究浸出生产四水氯化锰。在进行了单因素实验和四因素三水平的正交实验后,得到了扩大实验的最佳浸出工艺条件:浸出温度60℃、浸出时间45min、浸出液固比3∶1,浸出过程 pH值2.5~3.0;此条件下,锰矿浸出率达到了93%。循环研究通过比较富集循环和浓缩循环两种循环方式,最终确定了浓缩循环方式,返回比是0.54;此循环方式有利于氯化锰的浓缩结晶,节约了资源和能源,循环性强,便于工业化应用。净化研究通过在浸出过程中加入硫酸锰除钙,将净化过程结合在浸出过程中,有效改善了后续除杂的难度,实现了净化工艺的优化。浓缩结晶后得到四水氯化锰产品,经检测分析达到现行的工业级四水氯化锰一级品的HG/T3816-2006行业标准。
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