раствор для выщелачивания оксидно-марганцевых руд

Формула изобретения

Раствор для выщелачивания оксидно-маргацевых руд, содержащий серную кислоту, неводный растворитель и воду, отличающийся тем, что в качестве неводного растворителя он содержит этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Серная кислота	19,0-20,0
Этиленгликоль	30,0-80,0
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области избирательного химического растворения и может быть использовано для выщелачивания обедненных оксидами руд.

В настоящее время исследователями для этих целей предлагаются составы на основе серной и соляной кислот, включающие в том числе HF (патенты №№2199597, 95115834), обладающие повышенной коррозионной активностью. В соответствии со способами выщелачивания предлагаемыми авторами изобретений (патенты №№2176678, 2176679, 2196183), составы, содержащие HCl, рекомендуется использовать при температуре 363 К, подводя окислительно-восстановительный потенциал к оксидной пульпе (№2111270), что технически достаточно сложно.

В соответствии с изобретением, описанным в заявке №99125477, предлагается использование значения pH 2. При данном значении pH в реакционной пульпе существует большое количество нерастворенных примесей, для удаления которых требуется большая кислотность раствора. Использование галоидных солей (заявка на изобретение №93046532) создает повышенную коррозионную опасность для промышленного оборудования. Соединения V(V) предлагаемые для использования в патенте №2085605, автоклавное выщелачивание (№2199597), применение ионитов в сильнокислых средах (№2118384) дороги, поэтому применение этих методов в промышленном масштабе также затруднено. В патенте №2171305 предлагается использование солей Fe²⁺, однако разделение солей Fe ²⁺ и Mn²⁺ - процесс, требующий дорогостоящих технологий. Электромагнитные поля, предлагаемые для выщелачивания в патенте №93019111, не достаточны для растворения осадков, для этого требуются концентрированные кислоты или щелочи.

Наиболее близким по составу к предлагаемой заявке является патент SU 1624038 А1 (МПК С 22 В 47/100, опубл. 30.01.1991). В данном патенте в качестве раствора для переработки оксидно-марганцевых руд предлагается раствор, содержащий серную кислоту, неводный растворитель, в качестве которого взят глицерин, и вода. Глицерин, предлагаемый авторами в качестве добавки, обладает высокой вязкостью, что создает неудобства при приготовлении составов, вязкая смесь забивает трубы, приводя к порче оборудование. Скорость выщелачивания оксидов марганца при применении глицерина в качестве добавок возрастает незначительно.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение скорости растворения оксидов марганца.

Технический результат достигается тем, что раствор для выщелачивания оксидно-маргацевых руд, содержащий серную кислоту, неводный растворитель и воду, в качестве неводного растворителя содержит этиленгликоль при следующем соотношении компонентов в % (мас.):

Серная кислота - 19,0-20,0

Этиленгликоль - 30,0-80,0

Вода - остальное.

В результате использования данной смеси стабильной в сильнокислых средах и при высоких температурах (200°С), повышается избирательная скорость растворения оксидов марганца из обедненных оксидно-марганцевых руд. Предлагаемый метод добавки неводных растворителей позволяет производить полное растворение оксидов марганца за счет поверхностного восстановления диоксида марганца. В предлагаемых неводных растворителях не протекает поверхностная реакция диспропорционирования оксидов марганца, которая имеет место в водных сернокислых растворах. Добавки этиленгликоля позволяют повышать температуру избирательного выщелачивания (до 200°С) при нормальном давлении. Изменяя содержание этиленгликоля, можно регулировать время растворения оксидных руд от минуты до часа. Раствор можно применять для выщелачивания обедненных руд, содержащих оксиды марганца (III-IV) (чем больше содержание марганца, тем эффективнее действие раствора).

Состав раствора для выщелачивания готовят смешиванием серной кислоты, этиленгликоля и воды при комнатной температуре. Растворение оксидных фаз проводилось в термостатированных стеклянных сосудах с обратным холодильником при Т=295 К. Для снятия диффузионных затруднений растворение проводили при интенсивном перемешивании (500<w<800 об/мин). Эксперимент проводился до полного растворения образца. Момент полного растворения образца устанавливали визуально. Содержание ионов марганца в растворе контролировали спектрофотометрически. Присутствие этиленгликоля в растворе стимулирует процесс растворения оксидов марганца из обедненных марганцевых руд. Растворы этиленгликоля и серной кислоты проявляют более низкую летучесть, что позволяет поднимать температуру растворения до 393 К.

ПРИМЕР 1.

В раствор, содержащий серную кислоту 19%, этиленгликоль 80% и воду - остальное, опускали образцы обедненных руд, содержащих оксиды марганца (III-IV) и выдерживали при интенсивном перемешивании при температуре 353 К до полного растворения. Образцы растворились за 30 мин.

ПРИМЕР 2.

В раствор, содержащий серную кислоту 20%, этиленгликоль 30%, воду - остальное, опускали образцы обедненных руд, содержащих оксиды марганца (III-IV) и выдерживали при интенсивном перемешивании при температуре 353 К до полного растворения. Образцы растворились за 40 мин. Параллельно для контроля проводилось растворение аналогичного образца в водном растворе серной кислоты данной концентрации при аналогичной температуре. Образец растворился за 2,5-3 часа. Растворение аналогичного образца в растворе, содержащем 20% серной кислоты и 80% глицерина, происходило за 1,5-2 часа.

Достижение результата иллюстрируется графиком, приведенном на чертеже. Кинетические кривые растворения в координатах -t, где - доля растворенного образца, t - время отбора пробы. Кривая 1 - раствор, содержащий 20% H₂SO ₄, остальное - вода; кривая 2 - раствор, содержащий 20% H₂SO₄, 80% - глицерин (прототип); кривая 3 - раствор, содержащий 19% Н ₂SO₄, 80% этиленгликоль, вода - остальное; кривая 4 - состав, содержащий 20% Н₂SO ₄, 30% этиленгликоль, вода - остальное.