способ получения окислов марганца из сульфата марганца

Формула изобретения

Способ получения окислов марганца из сульфата марганца, включающий осаждение окислов кислородом, в том числе воздухом, окислов марганца из аммиакатов, образующихся в тройной системе - сульфат аммония, сульфат марганца, аммиак, отличающийся тем, что тройную систему аммиакатов получают путем введения раствора сульфата марганца и аммиака в раствор сульфата аммония для получения концентраций в растворе: сульфата аммония от 20 до 25%, сульфата марганца от 2 до 200 г/л, аммиака от 0,5 до 20 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической переработки марганцевых руд, в частности к получению концентратов химического обогащения (КХО) для металлургической промышленности.

Все известные способы получения КХО включают в себя две основные стадии - выщелачивание марганца из руды с переводом его в раствор в виде сульфата, нитрата или хлорида марганца и осаждение из раствора в виде твердой фазы. Ключевым для процесса является этап осаждения, определяющий экономичность всего процесса в целом, а также качество целевого и состав побочных продуктов.

Известен способ получения марганца из растворов сульфата, нитрата, хлорида марганца и определен расход осадителя - бикарбоната аммония (БКА), аммиака или окиси кальция. Из раствора сульфата марганца выпариванием получают кристаллический сульфат марганца, содержащий 35,2% Мn и 0,004% Р. Из этого же раствора осаждением БКА получают карбонат марганца состава, %: 47 Мn; 3,50 Mg; 0,56 Ca; 0,001 P. A осаждением окиси марганца аммиаком в автоклаве получен продукт состава, %: 68 Мn; 0,01 P; 0,06 Fe; 1,0 Mg; 0,5 Ca; 0,05 цветных металлов (Состояние марганцево-рудной базы России и вопросы обеспечения промышленности марганцем. Труды первой научно-технической конференции. Под ред. Л.А.Смирнова - Екатеринбург, 2000, с.210).

Недостатками способа-аналога является то, что окислы марганца при осаждении увлекают вещества, находящиеся в растворе, и конечный продукт в итоге получается с большим количеством примесей, а осадки при этом плохо фильтруемы.

Известен способ получения КХО, включающий в себя выщелачивание карбонатной или восстановленной окисной марганцевой руды серной кислотой с последующей обработкой сульфата марганца карбонатом аммония и получение карбоната марганца в виде осадка и дальнейший его обжиг до окислов марганца (Дзюба О. И. . Получение концентратов из растворов сульфата и дитионата марганца, - СПб. Механобр, 1994, с.3-10).

Недостатками указанного способа является то, что способ малопроизводителен, а получаемый осадок плохо фильтруемый, содержит много побочных веществ и требует обжига.

Известен способ получения окислов марганца из сульфата марганца, включающий осаждение окислением кислородом, в том числе воздухом, из аммиакатов, образующихся в тройной системе - сульфат аммония, сульфат марганца, аммиак (US 2122735, кл. C 01 G 45/02, 05.07.1938).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа, не позволяющим достичь поставленную нами задачу, является его громоздкость и недостаточно высокие химические свойства вещества, полученного по этому способу.

Технический результат - упрощение процесса и получение более чистого продукта.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе получения окислов марганца из сульфата марганца, включающем осаждение окислов кислородом, в том числе воздухом, окислов марганца из аммиакатов, образующихся в тройной системе - сульфат аммония, сульфат марганца, аммиак, которую получают путем введения раствора сульфата марганца и аммиака в раствор сульфата аммония для получения концентраций в растворе: сульфата аммония от 20 до 25%, сульфата марганца от 2 до 200 г/л, аммиака от 0,5 до 20 г/л.

Отличительными признаками предложенного способа являются состав и область концентраций жидкой фазы и окисляющий агент - кислород, в том числе воздух. Это позволяет получить наиболее простым способом более чистый по сравнению с прототипом конечный продукт.

Способ осуществляется следующим образом.

В реактор с турбинной мешалкой, содержащий некоторое количество 20-25% сульфата аммония, непрерывно в стехиометрическом соотношении при интенсивном перемешивании подают 20-25% раствора сульфата марганца концентрацией от 2 до 200 г/л и аммиак концентрацией от 0,5 до 20 г/л. Турбинная мешалка обеспечивает интенсивное взаимодействие жидкой фазы с кислородом или воздухом и кристаллизацию окислов марганца. Получающуюся при этом пульпу отводят на фильтр, отделяют твердый осадок, промывают его, сушат и отправляют потребителю.

Пример.

В реактор емкостью 100 л с турбинной мешалкой заливают 50 л 20% сульфата аммония и 0,5 кг окислов марганца для затравки. Затем при перемешивании одновременно добавляют 4,5 л 25% водного раствора аммиака концентрацией 8 г/л и 13 л 30% раствора сульфата марганца концентрацией 95 г/л, что соответствует их 75 г/л МnО. За два часа при интенсивном перемешивания содержание аммиака снизилось до 3 г/л, а сульфата марганца до 10 г/л, т.е. образовалось 600 г МnО. Удельная производительность реактора составила 30 кг/м³. После промывки и сушки осадка получили продукт, содержащий 95% МnО, по 0,1 Са, К, Мn, и остальное гидратная вода.

Предлагаемое изобретение позволяет наиболее простым способом, при минимальных затратах на исходные реагенты, получить более чистый, по сравнению с аналогами, марганцевый концентрат для металлургической промышленности.