氧化锰矿硫磺还原焙烧—酸浸新工艺的基础研究

1、氧化锰矿硫磺还原焙烧酸浸新工艺的基础研究近年来,国内锰产业迅猛增长,锰合金和电解锰产量均位居世界第一,导致锰矿石需求量巨大。世界锰矿资源丰富,主要分为氧化锰矿、碳酸锰矿及多金属锰矿,其中碳酸锰矿处理方法简单,工艺成熟,其储量日益减少。从长远来看,氧化锰矿和海底锰结核将成为生产锰系产品的主要来源。氧化锰矿中由于高价锰不溶于稀硫酸,需要采用还原剂使高价锰转化为酸溶或水溶的低价锰化合物。本文以湘西某地低品位氧化锰矿为对象,系统研究了该锰矿的物化性能及主要矿物嵌布特征,查明了二氧化锰硫磺还原焙烧的热力学基础,揭示了硫磺还原焙烧过程中二氧化锰的转变历程及物相变化规律,在此基础上开发出氧化锰矿硫磺还原焙烧

2、-酸浸新工艺。二氧化锰硫磺还原热力学研究表明,无氧体系下,Mn02被液态S（T&lt;718K）还原时可直接转化成Mn&口MnSO4W时,Mn02还可按照MnO2>Mn2O3>Mn3O4勺历程转化,中间产物Mn304f液态S可进一步反应，且生成MnSffiMnS04t容易,该体系下Mn30知MnW反应；当焙烧温度高于752.80K时,Mn30咻口MnS<进一步发生反应生成MnOF口S02MnO敌气态硫（S2/S6、T&gt;718K）还原时,MnO2可直接被还原为MnOffiMnS04R时也可按照MnO2>Mn2O3>Mn3O4勺历程依次转

3、化，且中间产物Mn3O4与气态S反应生成MnO：匕生成MnS更容易。焙烧过程产生的S02可继续与钮的氧化物反应生成MnS041升高温度对MnS04勺生成不利。因此，为避免二氧化钮硫磺还原过程中产生MnS焙烧温度应控制在752.80K以上。MnO流磺还原过程中的物相转变研究表明：（1）焙烧温度低于500c时，焙烧产物主要是MnSMnS04以及少量MnOf口Mn304焙烧温度在500c550c时，处于过渡阶段，Mn3O4ffiMngg生反应，生成Mn&口SO2此时Mn用口Mn3O4勺衍射峰减弱，MnO的衍射峰增强；当焙烧温度高于550c时，焙烧产物主要是MnO和MnSO4以及少量未还原完全

4、的Mn3O4(2)当S/Mn&lt;0.27时，焙烧产物以Mn2O3Mn3O杂口MnSO妁主，继续增加S/Mn摩尔比，中间产物Mn3O4等被7故态S还原，易成MnSMnO2与单质S的反应非常迅速。当焙烧温度为350c，焙烧时间为5min时，焙烧产物中就已存在大量MnSffiMn3O4耳延长焙烧时间，产物中钻的主要物相组成并无明显变化。当焙烧温度为550C,反应时间为2min时，焙烧产物中未发现MnO和Mn2O3勺衍射峰，产物主要以MnS?口Mn3O物主，并含有少量MnO反应时间为5min时，产物中仍存在较多MnStMn3O4,MnOJ衍射峰逐渐增强；随着焙烧时间的延长，MnS与Mn3O4勺衍射峰减弱,MnO的衍射峰进一步增强。低品位氧化锰矿硫磺还原焙烧-酸浸工艺研究表明,适宜的还原焙烧工艺参数为：焙烧温度550C、焙烧时间10min、S/Mn摩尔比0.50、氧化钮矿粒度-0.074mm粒级含量所占百分数为80%,浸出工艺参数为：硫酸浓度10%、液固比5：1、浸出时间5min、浸出温度25C、搅才速度200r/min。在此优化条件下，钮的浸出率达到95.56%,铁的溶出率为14.54%。将此工艺应