專利名稱：從錳渣中提取高純二氧化錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于錳渣的浸出液中有用成分分離提取技術(shù)，特別涉及一種從錳渣中提取 高純二氧化錳的方法。
背景技術(shù)：
我國是一個錳資源需求大國，雖然我國錳資源豐富，但富錳礦儲量只占6.4%，碳 酸錳礦占73%，而碳酸錳礦石的平均品位僅為18%。錳礦品位太低，開發(fā)錳資源的成本越 來越高，同時我國鐵合金企業(yè)和錳礦企業(yè)每年也會產(chǎn)生大量的錳渣，由于錳渣中錳的含量 更低，開發(fā)就更難，導(dǎo)致了我國可利用的錳資源只占錳資源總量的40%，所以我國50%錳 礦資源都依靠進(jìn)口，而且進(jìn)口量持續(xù)增長，對國外資源的依賴程度日益增大，而且錳渣的堆 放對環(huán)境造成了很大的污染。所以降低開發(fā)錳資源成本，充分利用我國錳資源，是減輕我國 錳資源對國外依賴程度的重要措施，同時也可減少錳渣對環(huán)境的污染。錳渣中錳的含量為12 14%左右，其中含有大量其他金屬離子，主要有Fe2+，A13+， Ca2+，Mg2+，Ni2+等，目前從錳渣中提取錳的主要方法為先往錳渣中加入酸，把錳渣中的錳浸 出來得到含錳離子的溶液，在溶液中加入二氧化錳等氧化劑把Fe2+氧化到Fe3+，用氨水或氧 化鈣提高PH到5. 5左右除去Fe3+、A13+，再加入硫化鈉除去重金屬離子，加氟化鈉除去Ca2+， Mg2+離子，最后得到硫酸錳溶液。但由于錳渣中雜質(zhì)較多，浸出液中含有大量其他的離子， 在除去Fe3+、Al3+的時候特別易生成膠體，導(dǎo)致過濾困難，同時因為沉淀包覆(或吸附)會 損失很多錳離子，這不僅使錳的提取率大大降低，降低了錳的利用率，也不利于Fe、Al的回 收；而且最后的產(chǎn)物硫酸錳因為除雜過程中引入了大量的NH4+與Na+，導(dǎo)致產(chǎn)物純度不高， 降低了產(chǎn)物的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可提高錳的提取率，并簡化金屬雜質(zhì)的回收 工藝的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法。本發(fā)明涉及的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法是從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，其特征是常溫下，向錳渣中加入理論量 1. 1 1. 5倍的稀硫酸浸出錳渣中的金屬雜質(zhì)離子，過濾后得到PH為1. 0 2. 0的酸性溶 液；向此酸性溶液中加入理論量1. 1 1. 5倍的氯酸鈉或氯酸鉀溶液，在120°C 150°C進(jìn) 行水熱反應(yīng)1 3h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0. 05 0. 15mol -L"1的稀硫酸酸洗， 水洗后在60°C 120°C下烘干，在350°C 450°C煅燒1 2h。上述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，浸出錳渣中的金屬雜質(zhì)離子時錳渣中 稀硫酸溶液加入量是理論量的1. 1 1. 3倍。上述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，氯酸鈉或氯酸鉀溶液加入量是理論量 的1. 1 1. 3倍。上述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，水熱反應(yīng)后生成的二氧化錳水洗后在80°C 120°C下烘干。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明可以充分利用我國錳資源，回收錳渣中的錳，減少錳渣對 環(huán)境的污染，為企業(yè)解決了錳渣處理難的問題，對于錳含量低、雜質(zhì)多的體系中，不用先除 去其它雜質(zhì)離子的情況下，用氯酸鈉或氯酸鉀跟二價錳離子反應(yīng)生成二氧化錳沉淀先把錳 從溶液中提取出來。對錳渣中錳的提取率高，可達(dá)93%以上，得到產(chǎn)品純度高、純度大于 98%，經(jīng)濟(jì)價值高，且工藝過程短、操作簡單。同時在后期回收鐵鋁等離子的過程中由于不 存在沉淀包覆(或吸附)錳離子，簡化了錳渣中其他資源的回收工藝。
具體實施例方式實施例1常溫下，向IOg錳渣中加入226mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵， 鋁，鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾得到ρΗ為1. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理論 量1. 1倍的氯酸鉀溶液，在150°C進(jìn)行水熱反應(yīng)lh，反應(yīng)式為C103_+3Mn2++(3+n)H20 == 3Mn02 · IiH2O丨+C1—+6H+)，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0. 05mol · L—1的稀硫酸酸洗，水 洗后在60 V下烘干，在450 V煅燒Ih后得到產(chǎn)品，錳的提取率為93 %，純度為98 %的二氧 化錳。實施例2常溫下，向IOg錳渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾得到PH為2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理論量1. 3 倍的氯酸鈉溶液，在130°C進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0. OSmol -L"1 的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在450°C煅燒Ih后得到產(chǎn)品，錳的提取率為93%，純 度為99%的二氧化錳。實施例3常溫下，向IOg錳渣中加入181mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為1. 5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理 論量1. 5倍的氯酸鈉溶液，在130°C進(jìn)行水熱反應(yīng)1. 5h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. OSmol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在400°C煅燒1. 5h后得到產(chǎn)品，錳的提 取率為93 %，純度為98 %的二氧化錳。實施例4常溫下，向IOg錳渣中加入226mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為1.0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理論量1. 2倍的氯酸鈉溶液，在120°C進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在60°C下烘干，在450°C煅燒Ih后得到產(chǎn)品，錳的提取 率為93. 5%，純度為98%的二氧化錳。實施例5常溫下，向IOg錳渣中加入166mL 0. 4mol · L—1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理論量1. 3倍的氯酸鈉溶液，在150°C進(jìn)行水熱反應(yīng)lh，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. Imol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在80°C下烘干，在400°C煅燒1. 5h后得到產(chǎn)品，錳的提取率為93 %，純度為98 %的二氧化錳。實施例6常溫下，向IOg錳渣中加入166mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理論量1. 5倍的氯酸鈉溶液，在120°C進(jìn)行水熱反應(yīng)lh，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在100°C下烘干，在450°C煅燒Ih后得到產(chǎn)品，錳的提取 率為93 %，純度為98 %的二氧化錳。實施例7常溫下，向IOg錳渣中加入188mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為1. 5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理 論量1. 5倍的氯酸鈉溶液，在120°C進(jìn)行水熱反應(yīng)1. 5h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. Imol · Γ1的稀硫酸酸洗，水洗后在120°C下烘干，在350°C煅燒2h后得到產(chǎn)品，錳的提取 率為93 %，純度為99 %的二氧化錳。實施例8常溫下，向IOg錳渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾得到PH為2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理論量1. 2 倍的氯酸鈉溶液，在120°C進(jìn)行水熱反應(yīng)3h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0. 05mol -L"1 的稀硫酸酸洗，水洗后在120°C下烘干，在400°C煅燒1. 5h后得到產(chǎn)品，錳的提取率為93%， 純度為99%的二氧化錳。實施例9常溫下，向IOg錳渣中加入166mL0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾得到PH為2. 0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理論量1. 5 倍的氯酸鈉溶液，在130°C進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0. Imol · Γ1 的稀硫酸酸洗，水洗后在90°C下烘干，在400°C煅燒1. 5h后得到產(chǎn)品，錳的提取率為93%， 純度為99%的二氧化錳。實施例10常溫下，向IOg錳渣中加入188mL 0. 4mol · Γ1的稀硫酸浸出錳渣中的錳，鐵，鋁， 鈣，鎂等金屬雜質(zhì)離子。經(jīng)過濾、調(diào)PH值得到ρΗ為1.5的酸性溶液，向此酸性溶液中加入 理論量1. 4倍的氯酸鈉溶液，在150°C進(jìn)行水熱反應(yīng)lh，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾， 0. 15mol · L—1的稀硫酸酸洗，水洗后在90°C下烘干，在400°C煅燒1. 5h后得到產(chǎn)品，錳的提 取率為93 %，純度為98 %的二氧化錳。上述實施例中的氯酸鉀溶液可用氯化鈉溶液替代，氯酸鈉溶液可用氯化鉀溶液替 代。
權(quán)利要求
一種從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，其特征是常溫下，向錳渣中加入理論量1.1～1.5倍的稀硫酸浸出錳渣中金屬雜質(zhì)離子，過濾后得到pH為1.0～2.0的酸性溶液；向此酸性溶液中加入理論量1.1～1.5倍的氯酸鈉或氯酸鉀溶液，在120℃～150℃進(jìn)行水熱反應(yīng)1～3h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0.05～0.15mol·L-1的稀硫酸酸洗，水洗后在60℃～120℃下烘干，在350℃～450℃煅燒1～2h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，其特征是浸出錳渣中 的金屬雜質(zhì)離子時錳渣中稀硫酸溶液加入量是理論量的1. 1 1. 3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，其特征是氯酸鈉或氯 酸鉀溶液加入量是理論量的1. 1 1. 3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，其特征是水熱反應(yīng)后 生成的二氧化錳水洗后在80°C 120°C下烘干。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從錳渣中提取高純二氧化錳的方法，常溫下，向錳渣中加入理論量1.1～1.5倍的稀硫酸浸出錳渣中的金屬雜質(zhì)離子；過濾后得到pH為1.0～2.0的酸性溶液，向此酸性溶液中加入理論量1.1～1.5倍的氯酸鈉或氯酸鉀溶液，在120℃～150℃進(jìn)行水熱反應(yīng)1～3h，反應(yīng)生成的二氧化錳沉淀經(jīng)過濾，0.05～0.15mol·L-1的稀硫酸酸洗，水洗后在60℃～120℃下烘干，在350℃～450℃煅燒1～2h得到產(chǎn)品純度大于98％的二氧化錳。本方法對錳渣中錳的提取率可達(dá)93％以上，得到的二氧化錳純度可以達(dá)到98％以上，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價值高，且工藝流程短、操作簡單。
文檔編號C22B3/44GK101880768SQ20101020573
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者劉玉靜, 劉連利, 孫彤, 張惠, 王莉麗 申請人:渤海大學(xué)