氯化锰溶液生产高品质四氧化三锰粉体的研究.pdf

2013年1期
有色金属(冶炼部分)(http://ysyl.bgrimm.cn)
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doi:10.3969/j,issn.1007-7545,2013.01,014
氯化錳溶液生产高品质四氧化三锰粉体的研究
王玉华,张立岩,张彦儒
(金州集团公司,甘肃金昌737100)
摘要:采用N235萃取提纯的氯化锰溶液制备高品质四氧化三锰。结果表明,最佳条件为:反应温度60
℃、搅拌速度500r/min、氯化铵用量2g/L、溶液锰浓度20g/L、pH7.5、溶液流速3L/h、氧化时间6h
制备出的四氧化三锰粒度集中,比表面较大,钙、镁等达到国内电子级产品先进水平,杂质铁、硒、铬含量
远低于国内同类产品
关键词:氯化锰溶液;浄化;氧化电位;Mn3O
中图分类号:TF803.2文献标志码:A文章编号:1007-7545(2013)01-0045-04
Study on Preparation of Manganous-manganic Oxide from Purified
Manganese Chloride Solution
WANG Yu-hua, ZHANG Li-yan, ZHANG Yan-ru
(Jinchuan Group Co. Ltd. Jinchang 737100, Gansu, China
Abstract: High quality manganous-manganic oxide (Mn; O, was prepared from manganese chloride solu
tion purified with N235 extraction. The results show that the optimum conditions include reaction temper
ature of 60 C, stirring speed of 500 r/min, dosage of ammonium chloride of 2 g/L, manganese concentra
tion of 20 g/L, PH=7. 5, solution flow rate of 3 L/h, and oxidation time of 6 h. The prepared Mna O, rea-
ches the advanced level of domestic electronic grade with concentrated grain size, larger specific surface ar
ea an
Id lower content of calcium and magnesium. The impurity contents(iron, selenium, chromium) are
ar below those of the counterpart in domestic market
Key words: manganese chloride solution; purification; oxidation potential; Mn O
四氧化三锰的制备工艺有多种?。国内多数等为主,锰是随钻原料进入精嫁钻生产中的有害杂
厂家采用电解金属锰片悬浊液氧化法。该法的缺点质元素,在生产中以萃取除杂的方式进人氯化铜锰
是尢净化工艺,含硒、铁高,对下游软磁铁氧体用户液。因此,将锰作为有价金属进行回收,提高外购钴
不利,且该工艺只能生产出低比表而积的普通产品。原料的经济价值和使用价值,开展资源综合利用技
由于在目前市场下用电解锰制备四氧化三锰价术研究是非常有必要的。
格不具优势,因此,有用硫酸锰溶液制备电子级四
本文以N235萃取提纯的氯化锰溶液为原料,
氧化三锰的研究,但从矿石浸出的硫酸锰溶液制备在氨性介质中通过挖制氧化电位生产超细四氧化
四氧化三锰的成本与电解锰制备的成本持平,除非锰,经过液固分离、洗涤、干燥等工序即可得到高品
使用工业生产中的废液作为原料才有竞争优势。
质四氧化三锰
国内大多数精炼钴生产厂家的钴原料以水钴矿
收稿日期:2012-07-28
作者简介:王玉华(1967-),女,甘肃天水人,高级工程师
有色金属(治炼部分)(htp:/ysyl. bgrimm,cn)
2013年1期
试验原料
试验结果及讨论
原料为经过萃取提纯的氯化锰溶液,pH
3.1电位稳定
0.5,典型成分(g/L):Mn156.09、Cl222、Na0.43
反应过程通入空气,溶液的电位会迅速上升,只
Ca3.41、Mg0.014、SO,20.10、Co0.059、Fe控制pH是不够的,还必须加入合适的添加剂以稳
0.00018、Pb0.00043、Zn0.00030、Ni0.00550、Cu定溶液的电位,反应的最终产物才会是四氧化三锰
0.00020。
硫酸铵和氯化铵及水合肼是最常用的电位添加
剂,由于溶液是氯化体系,因此确定氯化铵为稳定
试验方法
电位添加剂和p缓冲剂。氯化铵用量试验结果显
图1为Mn-H2O系25℃肘的电位-pH图
示,反应结束后母液中铵含量均高达十几克升,因
此,只需在反应初期加入少量即可,本文选择氯化铵
起始用量为2g/L。
Mno
3.2正交试验
H O
为确定制备四氧化三锰的最佳技术条件,以溶
Mn(OH
液錳浓度(A)(100、60、20g/L-)、PH(B)(6.5、7.5、
8.5)、溶液流速(C)(0.6、1.8、3.0L/h)、氧化时间
(D)(5、4、6h)做三水平四因素正交试验。固定底
液体积1L(水),反应温度60℃,搅拌速度500
图1Mn-H20系的电位-pH图
r/min,氯化铵用量2g/L,试验结果见表1~2
表1正变试验结果
Fig. 1 Chart of potential of MN-H2O
Table 1 Results of orthogonal test
PH
水平组合母液计直收率/Mn:O,含量パ%一
由图1可知,在Mn-H2()体系中,四氧化三锰
A1B1C:1)2
A1 B2 C2 D
96.80
63.37
有一个稳定存在的的热力学区域,由锰溶液制取四
A」B3CgDa
69.71
氧化三锰时有两条途径:一是Mn2在溶液pH为
A% BYCZD
70.52
6.4~7.64时直接被空气氧化,二是Mn2+先转化成
A2 B] C; D
69.71
Mn(OH)2沉淀,然后再被空气氧化
Bi
31.16
试验证实了途径1的操作难度较大。另外,由
A B2 C]D3
于原料是钴精炼的生产废液,钙、镁离子含量高,在
A: B: C2 D
82.74
69,83
pI高时易生成沉淀进入锰产品中,因此也不能使
用途径2。本试验改进了途径1的方法,将反应方
表2正交试验数据分析
式改为浴液和氨水并流加入,恒定过程的pH,在电
Table 2 Data analysis of orthogonal test
位稳定剂氯化铵的存在下,通空气氧化将Mn2+直
类别A锰浓度BpHC溶液流速D氧化时间
接氧化成四氧化三锰,试验证实该方法可获得低含
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