电解锰浸渣的综合利用研究进展

电解锰浸渣是电解锰生产过程中锰矿石的酸浸废渣,因含锰量低、杂质多,工厂一般采用堆砌填埋的方式处理。随着电解锰行业资源整合和清洁生产标准的提出,锰渣所造成的的重金属和氨氮污染越来越受到人们的重视,对电解锰渣资源化利用已成为科研工作者研究的热点。文章综合了近年来国内综合利用电解锰渣的各种尝试及工业化应用,包括锰渣中有价元素的提取,无机材料的制备,以及在建筑业、农业、废水处理中的应用,通过工艺介绍、锰渣用量、产品性能、以及工业化应用的前景和瓶颈进行分析,为电解锰浸渣的资源化利用提供参考和指导。

从锰浸渣中回收有价金属的方法

本专利介绍的从锰浸渣中回收有价金属的方法是将锰矿浸渍于硫酸水溶液中浸出其中的锰,当分离出用来制造电解二氧化锰的硫酸锰水溶液后,再设法回收残渣中的有价金属,即首先使此残渣在水溶液中呈悬浮状态,然后用磁选机以500～23000高斯磁力吸附回收有价金属;

利用锰矿酸浸废渣制备免烧砖的研究

以酸浸锰渣、石灰和水泥为主要原料,用河砂作为骨料,采用压力成型的方法制备锰渣免蒸免烧砖的研究。采用单因子试验法确定了最佳的成型压力,并对影响强度的胶砂比进行了分析。采用正交试验法研究了原料的最佳配合比。通过测试免烧砖的抗压强度和利用扫描电镜、X射线衍射分析(XRD)研究了免烧砖性能与强度形成机理。最佳成型压力为25MPa,原料配比为:酸浸锰渣35%、河砂45%、水泥13%、生石灰7%,水固比0.3。

从某锰矿浸渣中回收钴的浮选试验研究

为从锰矿浸渣中回收钴,研究添加丁基黄药、戊基黄药、Y89黄药、丁铵黑药四种捕收剂和使用水玻璃、硫化钠、六偏磷酸钠、腐殖酸钠、淀粉、糊精、鞣酸为抑制剂对浸锰渣粗选和开路精选的影响。结果表明,在不添加捕收剂直接浮选条件下,浸锰渣中的钴的回收率达到94%以上,精矿品位达0.89%,富集比达3.07。适量添加黄药和黑药类捕收剂,在回收率变化不大的情况下,都能适当提高精矿品位。水玻璃等七种抑制剂对浸锰渣浮选有较强的抑制能力,都能适当提高精矿品位。开路精选能够在保持较高回收率条件下显著提高浮选精矿品位。

高掺量酸浸锰渣烧结试块的制备及其机理的研究

本文以酸浸锰渣为主要原料制备烧结试块,研究了烧成温度、成型压力、粘土掺入量和电石渣掺入量等因素对试块抗压强度和相组成结构的影响。结果表明:当烧成温度1100℃,成型压力15 MPa,酸浸锰渣81%,粘土掺量9%,电石渣掺量10%时,烧结试块的抗压强度达到最大,可达到63.52 MPa;该条件下的XRD分析表明,鳞石英、钙硅石等新晶相生成,硬石膏含量增大,以赤铁矿、石英和硬石膏为骨架,赋予试样强度,硬石膏含量的增大说明起到了固硫的作用,环保效益明显。

酸浸锰渣基砂浆混凝土的制备及其性能的研究

试验利用酸浸锰渣、水泥、粉煤灰、标准砂等原料来研制酸浸锰渣基砂浆混凝土。探索了浇注成型时水固比、酸浸锰渣掺量、粉煤灰取代量、养护方式等因素对混凝土力学性能的影响。结果表明最佳的条件为:水固比0.6、酸浸锰渣60%、水泥36%、粉煤灰4%、灰砂比1:3、自然养护。另外通过XRD等手段分析得知胶凝材料在养护过程中产生的水化产物能有效提升制品的力学性能。

从浸锰渣中提取银的研究

提出了从青海锰银矿浸锰渣中分离银的方法,以氯盐溶液为浸出剂。简要介绍了氯盐法浸银的基本原理,考查了影响银浸出率的各种因素,实验表明,该方法从浸锰渣中分离银可使银的浸出率达90%以上,浸银渣中银含量小于90g/t,达到了弃渣的要求。

酸浸锰渣基双免砖的制备及抗压强度的影响因素研究

以酸浸锰渣、粉煤灰、水泥等作为原料,采用压制成型的方法制备酸浸锰渣基双免砖。研究了水固比、成型压力、酸浸锰渣掺量、粉煤灰取代水泥量、养护方式等因素对制品抗压强度的影响规律。结果表明:在本实验条件下,合适的水固比为0.15、成型压力为20 MPa;以抗压强度为考量指标,最佳配比为酸浸锰渣59.5%、水泥35.7%、粉煤灰4.8%,制品28 d抗压强度可达43.4 MPa。

植物副产物浸出分离氧化型锰银矿的研究

介绍了利用植物副产物(秸秆、粮食加工副产壳类等)作为还原剂还原浸出氧化型锰银精矿中的锰、浸锰渣氰化浸银的锰银分离工艺。玉米秸秆还原浸锰条件:秸秆粉在95℃预降解糖化0.5 h、降解糖化液与精矿的体积质量比为3 mL/g、硫酸与锰的物质的量比为1.4、秸秆与精矿的质量比为0.275、95℃浸出5 h,在此条件下锰的浸出率约92%。浸锰渣氰化浸银条件:每吨浸锰渣氰化钠用量为3 kg、常温浸银3 h,在此条件下银的浸出率达到92.20%。研究的锰银分离工艺具有较好的综合效果。

生物质分离氧化型锰银矿工艺研究

利用生物质(植物副产秸杆、粮食加工副产壳类等)还原浸出锰银矿,然后再从浸出渣中提取银,从而实现的锰、银分离。玉米秸杆还原浸锰条件为:降解糖化液体积与精矿质量比(L/D)为3、秸秆粉95℃预降解糖化0.5 h、n(H2SO4)/n(Mn)=1.4、秸秆/矿粉质量比为0.275、95℃浸出时间5 h,锰浸出率约92%;浸锰渣浸银NaCN用量3 kg/t渣、常温浸银时间3 h时,Ag的浸出率达92.20%。

氧化型锰银矿锰银分离工艺研究

氧化型锰银矿其锰、银分离是处理这类资源的关键工序。试验分别采用煤焙烧、植物副产湿法还原工艺对锰银精矿进行了锰、银分离工艺性能的对比研究。在相同酸消耗情况下,植物副产湿法浸出的锰浸出率接近煤焙烧浸出,而银在浸锰液中溶出率远低于煤焙烧浸出;以玉米秸杆粉还原分离为代表,其浸锰条件选择在L/D=4、n(酸)/n(Mn)=1.76、秸杆/矿粉质量比=0.275、95℃浸出时间4 h时,锰浸出率达97.30%,浸锰渣量少;玉米秸杆粉浸锰渣在NaCN用量5 kg/t渣、常温浸银6 h时,Ag的浸出率为97.77%;并对其它植物副产还原浸出锰性能进行了验证试验。所研究工艺在锰、银分离综合成本方面具有较好的优势。

Preparation of electronic grade manganese sulfate from leaching solution of ferromanganese slag

Preparation of electronic grade manganese sulfate from ferromanganese slag, including grinding, leaching and purification, was studied. The impurities, such as Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, heavy metal ions and Na+, K+, were removed from leaching solution by neutralized-hydrolysis, fluorination precipitation, sulfuration precipitation and re-crystallization. Effects of pH of reaction, temperature and dosage of the different additives on removal rates of the metallic ions in leaching solution were investigated, and the suitable temperature, pH and the added amount of precipitating agent were obtained. The prepared manganese sulfate product, of which the mass fractions of Ca2+, Mg2+, Na+, K+ are all smaller than 0.005%, the mass fractions of Fe3+, Al3+ and heavy metal ions are smaller than 0.001%, and the mass fraction of Mn2+ is greater than 32%, can meet the demand of anode materials of lithium-ion batteries.