способ извлечения марганца из марганцевых руд

Формула изобретения

Способ извлечения марганца из марганцевых руд, включающий выщелачивание соляной кислотой без перевода марганца в раствор, отличающийся тем, что при выщелачивании используют стехиометрическое количество соляной кислоты, необходимое для получения марганца в виде окислов, при ее концентрации 5-20 вес.% и при температуре процесса, составляющей 80-90^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче полезных компонентов гидрометаллургическими способами и может быть использовано на горно-обогатительных предприятиях, при извлечении марганца из марганецсодержащих руд выщелачиванием.

Известны способы извлечения марганца из марганцевых руд, заключающиеся в восстановительном обжиге с различными восстановителями с последующим выщелачиванием серной кислотой [1-3]. Недостатками указанных способов являются необходимость проведения процесса высокотемпературного восстановительного обжига, невысокая степень сквозного извлечения марганца, расход концентрированной серной кислоты, продолжительность процесса выщелачивания.

Известны способы выщелачивания марганца из марганцевых руд раствором серной кислоты в токе сернистого ангидрида либо смесью серной и сернистой кислот [4, 5]. Недостатками известных способов являются сравнительно низкая степень извлечения марганца из руды, необходимость применения дорогостоящего экологически вредного реагента - сернистого ангидрида либо неустойчивого в водных растворах дорогостоящего реагента - сернистой кислоты.

Наиболее близким к предложенному является способ извлечения марганца из марганцевых руд, включающий выщелачивание соляной кислотой без перевода марганца в раствор [6].

Недостатком указанного известного решения, принятого за прототип, является низкая чистота целевого продукта и громоздкость технологического процесса.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса за счет исключения дополнительных стадий и повышения чистоты целевого продукта.

Технический результат достигается способом извлечения марганца из марганцевых руд, включающим выщелачивание соляной кислотой без перевода марганца в раствор, при этом согласно изобретению при выщелачивании используют стехиометрическое количество соляной кислоты, необходимое для получения марганца в виде окислов, при ее концентрации 5-20 вес.% и при температуре процесса, составляющей 80-90^oC.

При этом протекают следующие химические реакции:

2MnO₂ + 2HCl = Mn₂O₃ + Cl₂ + H₂O

3Mn₂O₃ + 2HCl = 2(Mn²⁺Mn₂ ³⁺)O₄ + Cl₂ + H₂O

(Mn²⁺Mn₂ ³⁺)O₄ + 2HCl = 3MnO + Cl₂ + H₂O

В процессе реакций полученные оксиды марганца (Mn₂O₃, (Mn²⁺Mn₂ ³⁺)O₄ и MnO) выделяются в виде тонкодисперсного осадка, который может быть отделен от руды потоком воды и далее выделен в отстойнике в виде марганцового концентрата. Температура процесса составляет 80-90^oC, а сам процесс осуществляют в закрытой системе.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить стадию осаждения марганца из раствора хлорида марганца, так как использование для процесса выщелачивания стехиометрического количества раствора соляной кислоты не приводит к получению растворимого хлорида марганца.

Пример 1. Способ испытан на рудном образце Северо-Файзулинского месторождения состава: Mn 17-50%, P 0,08%, Fe 2%, кремнезем 50%. Навеску 108,9 г этой руды обрабатывали 20%-ным раствором соляной кислоты, взятой в стехиометрическом количестве согласно вышеприведенным реакциям. Выщелачивание руды проводили в закрытой системе при температуре 80-90^oC в течение четырех часов. Проведенный анализ показал отсутствие марганца в растворе. Выделенный марганцовый концентрат содержал более 99,0% оксидов марганца, степень извлечения марганца составляет 97,1%.

Пример 2. Аналогично примеру 1 навеску 230,1 г руды обрабатывали 10%-ным раствором соляной кислоты. Выделенный марганцовый концентрат содержал более 99,0% оксидов марганца, степень извлечения марганца составляет 96,5%.

Пример 3. Аналогично примеру 1 навеску 280,9 г руды обрабатывали 5%-ным раствором соляной кислоты. Выделенный марганцовый концентрат содержал более 99,0% оксидов марганца, степень извлечения марганца составляет 96,3%.

Пример 4. При использовании для выщелачивания соляной кислоты с концентрацией выше 20% обнаружено присутствие в растворе хлорида марганца.

Пример 5. Аналогично примеру 1 навеску руды обрабатывали 3%-ным раствором соляной кислоты. Степень извлечения марганца при этом составляет только 81,2%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать марганцовый концентрат высокой степени чистоты, так как при выбранных условиях проведения процесса присутствие оксидов других металлов (в частности, железа) в марганцовом концентрате практически исключено, а одностадийность технологического процесса значительно упрощает его техническое воплощение.

Список литературы

1. Клименко Д. В., Квасков А.П. Химическое обогащение марганцевых руд. Свердловск: Металлургиздат, 1943, с. 83-84.

2. Алтаев А.И. и др. Технология чанового выщелачивания марганца из отходов обогащения и некондиционных руд: КИМС, 1984, N 10, с. 6-9.

3. Ненно Э.С. и др. Материалы 2-ой Всесоюзной конференции по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых. - М.: Химия, 1975, кн. 1, с. 173-177.

4. Способ извлечения марганца из руд и концентратов: Патент 2039109 Россия, 6 С 22 В 47/00 //Щелкин А.А., Баранов В.М., Бубнов В.К., Яхно Я.И.

5. Способ переработки марганцевых руд: авт. свид. СССР N 350850, С 22 B 47/00 //Чачанидзе И.П., Пурцеладзе Х.Г., Богоявленский Е.И., Сванидзе М.И., Раквиашвили И.В.

6. Хитрик С. И. "Получение низкофосфористых марганцевых концентратов". Киев: Техника, 1969, с. 105.7