钛白废酸-软锰矿-硫铁矿制备高纯硫酸锰.pdf

第45卷第7期
无机盐工业
2013年7月
INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
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钛白废酸软錳矿硫铁矿制备高纯硫酸锰
谢宇奇,欧阳辉祥,胡波启,凌绍明
(百色学院化学与生命科学系,广西百色533000)
摘要:研究以硫铁矿为还原剂,在钛白废酸中湿法还原軟锰矿制备硫酸锰的工艺过程。探讨反应温度、反应时
间、酸矿比和矿浆浓度等因素对硫酸锰浸出率的影响。实验结果表明:在反应温度为95℃、反应时间为2.5h、硫铁矿
与软锰矿(以锰计)的质暈比为095~1.0、硫酸与软锰矿(以锰计)的质量比为1.30、矿浆质量分数为28%~30%的条件
下,硫酸锰的浸出率达到95%以上。通过加入碳酸钙中和浸出溶液使其pH为5~6,以除去溶液中的铁、钛、铝等杂
质;加入自制硫化锰以除去溶液中的重金属离子;加人二氟化锰以除去溶液中的钙镁离子等。所得溶液经陈化、过
滤、浓缩和结晶后得高纯一水硫酸锰,产品纯度为99%以上
关键词:软锰矿;硫铁矿;钛白废酸;高纯硫酸锰;净化
中图分类号:TQ137.12文献标识码:A文章编号:1006-4990(2013)07-0049-0
Study on production process for high-purity manganese sulfate
with waste sulphuric acid of titanium white-pyrolusite-pyrite
Xie Yuqi, Ouyang Huixiang, Hu Boqi, Ling Shaoming
Department of Chemistry and Life Science, Baise Universty, Baise 533000, China)
Abstract: The production process for manganese sulfate by reducing pyrolusite in the titanium white(Ti02) waste acid, with
pyrite as the reducing agent was studied. Influence of reaction temperature, reaction time, mass ratio of acid to mineral, and
concentration of pulp etc on leaching rate of manganese sulfate was investigated. Experimental results showed that, under the
optimum conditions of reaction temperature 95 C, reaction time 2. 5 h, mass ratio of pyrite o pyrolusite(calculated by man
g anese )at 0. 51.0, mass ratio of vitriol to pyrolusite 1.30, and mass fraction of pulp at 28%-30%, the leaching rate of man
ganese sulfate was more than 95%. Furthermore, adjusted PH to 5-6 for removing iron, titanium, aluminium ions with calcium
carbonate, removed the heavy metal ions by self-made manganese sulphide, and eliminated Ca, Mg ions by manganese difluo-
ride, then the resultant solution treated through aging, filtration, concentration, and crystalization, finally the purity of ob
tained product Mns0%"H20 was more than 99%.
Key words: pyrolusite; pyrite; titanium white waste acid; high-purity manganese sulfate; purify
高纯硫酸锰在电池材料等领域具有重要的用途化锰(自制,粒径<45um);其他化学试剂均为分析纯。
而倍受关注』。目前,国内外高纯硫酸锰的生产方法
pima5300DV型电感耦合等离子体发射光谱
主要是湿法硫化除杂净化丁艺2?,这些方法中,有仪;101-1型电热鼓风恒温干燥箱;F77-1制样粉碎
的产品纯度高符合制造电池材料要求;有的产品因机;AE240型电子天平;HH-1型数显恒温水浴锅
引人钡或钙、镁、钠、钾等杂质含量偏高而制约其使D25-2F型电动搅拌机调速器;VP-15旋片式真空
用范围。因此,随着高品位锰资源的枯竭以及大量泵;PHS-25型数显酸度计;高温电炉(自制)。
的钛白废酸的产生制约硫酸法钛白粉行业的发1.2实验原理
展?,研究综合利用钛白废酸和低品位软锰矿制备
软锰矿中MnO2不溶于水和稀硫酸,但MnO2具
高纯硫酸锰的新工艺具有重要的意义。
有强氧化性,在有还原剂存在时会被还原为Mn2+而
实验部分
溶解进人溶液。碗铁矿中FeS2是一种具有较强还原
性的矿物,将两种矿粉磨后按一定配比混合,在
1.1试剂与仪器
15%~20%的硫酸介质和加热的条件下发生氧化还
锰矿[干基,木圭锰矿,0(Mn)=20.53%];云浮原反应而被溶解浸出。在整个浸出反应的过程中,反
硫铁矿[Fes,o(Fe)=29%,U(S)=32%,o(H10)=应机理较为复杂,其可能的反应有
5.2%];钛白废酸(HS04质量浓度为266.41gL);硫
3MN0 +2FE5Z6H2S0=3MNS04#Fe2(S0]) 3+45+620 (1)
*基金项目:广西教育厅科研资助项目(200911MS230)。
Mn+Fes+2H $0 =Mns0s$0+2$+2H20 (2)