锰矿生产工艺技术

1、锰矿生产工艺及其节能技术锰矿生产工艺及其节能技术一锰矿石的用途与技术经济指标说明简介用途与技术经济指标：锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。 求。一冶金工业对锰矿石的质量要求用于炼钢生铁能到达4050。 碳锰铁，矿石含锰量3640，锰铁比68.5，磷锰比0.0020.0036；冶炼碳素锰铁， 矿石含锰量3340，锰铁比3.87.8，磷锰比0.0020.005；冶炼锰硅合金，矿石含锰量2935，锰铁比3.37.5，磷锰比0.00160.0048；高炉锰铁，矿石含锰量30，锰铁比27，磷锰比0.005。二化工及轻工部门对锰矿石的质量要求酸锰和氯化锰等。化工级

2、二氧化锰矿粉要求 MnO2含量大于50(表3.3.3)，制硫酸锰时，Fe3、Al2O33、CaO0.5、MgO0.1；制高锰酸钾时，Fe5、SIO25、Al2O34。自然二氧化锰是制造干电池的原料，要求MnO2含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb 等有害元素一般厂定标准为：Cu0.01、Ni0.03、Co0.02、Pb0.02。矿粉的粒度要小于0.12mm。 二。矿业简史 45007000年前后石器时代的仰 韶文化彩陶文化时期。由于软锰矿呈土状，它的颜色呈黑色，极易染手，在古人看来， 这是一种奇异的陶器着色颜料。1774J.G.Gahn从软锰矿中复原出了金属锰。1875开头用高炉生产含锰15

3、30的镜铁和含锰达801890年用电炉生产锰铁，1898 年用铝1939年开头用电解法生产金属锰。最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德Whitifeld锰矿，始采于1837年，到1884年锰矿石年产量已达4万 t。印度也是开采锰矿较早的国家之一，始采于1892年。第一出口1928世纪20西、加纳、澳大利亚、南非和加蓬等国。18861890年首先在湖北兴国州今阳1897年和1907和常宁、耒阳锰矿；1910年觉察广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿；1913年和1918年，前后觉察了湖南湘潭上五都锰矿1937年改称为湘潭锰矿和广西木圭、江西乐华锰矿锰矿石三锰矿石选矿 高铁矿和共伴生有益金属，因此给选

4、矿加工带来很大难度。目前，常用的锰矿选矿方法为机械选包括洗矿、筛分、重选、强磁选和浮选，以及火法富集、化学选矿法等。洗矿和筛分机和槽式洗矿机。净矿送振动筛筛分。筛分可作为独立作业，分出不同粒度和品位的产品供给不同用途使用。重选矿石。常用方法有重介质选矿、跳汰选矿和摇床选矿。60mm 或100mm，然后进展6-型摇床。强磁选锰矿物属弱磁性矿物比磁化系数1010-660010-6cm3/gHo801600kAm 100020220o的强磁场磁选机中可以得到回收410。 选矿中占主导地位。各种型的粗、中、细粒强磁机间续研制成功。目前，国内锰矿应用最阶段。重-磁选目前国内已建和改建成的重-磁选厂有福建

5、连城，广西龙头、靖西和下雷等锰矿。如连城锰矿重-磁选厂，主要处理淋滤型氧化锰矿石，承受AM-30型跳汰机处理303的洗净矿，可获得含锰40矿和小于3mm1m2425，到达3640。强磁-浮选目前承受强磁-浮选工艺仅有遵义锰矿。该矿是以碳酸锰矿为主的低锰、低磷、高铁锰矿。2100mm3000mm 湿式磨矿机。强磁选承受 shp-2022型强磁机，浮选机主要用 CHF 型充气式浮选机。经过多年生产的考验，性能良好，很适合于遵义锰选矿应用。强磁-浮选工艺流程试验成功并在生产中得到应用，标志着我国锰矿的深选已经向前迈进了一大步。火法富集其实质是利用锰、磷、铁的复原温度不同，在高炉或电炉中把握其温度进展

6、选择性分别锰、磷、铁的一种高温分选方法。我国承受火法富集已有近40年的历史，1959年湖南邵阳资江铁厂在9.4m3小高炉上进展1962年上海铁合金厂和石景山钢铁厂分别在高炉冶炼出富锰渣。1975俗称半钢8年月以后，富锰渣生产得到快速进展，先后在湖南、湖北、广东、广西、江西、辽宁、吉林等地都进展了富锰渣生产。火法富集工艺简洁、生产稳定，能有效地将矿石中的铁、磷分别出去，而获得富锰、低铁、低磷富锰渣，这种富锰渣一般含 Mn3545，MnFe?1238，P/Mn0.002，是一种优质锰系合金原料，同时也是一般自然富锰矿很难同时到达上述3个指标的人造富矿。因 此，火法富集对于我国高磷高铁低锰难选矿而言

7、，是很有前途的一种选矿方法。化学选锰法锰的化学选矿很多，我国进展了大量争辩工作，其中试验较多，较有进展前途的是：连二硫酸盐法、黑锰矿法和细菌浸锰法。目前尚未付诸工业生产。锰金属生产流程图四锰矿石复原处理技术现行的的软锰矿可分为焙烧发复原和湿发复原两大类焙烧复原：软锰矿复原焙烧的根本过程是在700-1000锰产品。复原焙烧发是目前处理高品位锰矿最通行的生产工艺投资 焙烧过程产生的烟气对环境有污染。反射炉本钱 密闭性差，污染严峻，国家现已命令制止使用。回转炉主要设备有焙烧窑和冷却窑组成，加热源多用重由，煤气，电热或煤，复原回转炉可分3500-600以 上，在进入冷却窑内80一下后排出。 高等缺点。

8、但回转炉操作工艺成熟，生产力量大，机械化程度高，设备定性，钴至今未焙烧复原的首选。固定床积存复原焙烧粗炉渣再将颗粒状的软锰矿按10：1的比例混合均匀铺在炉渣曾上形成物料层，同入主要成分为 CO2的非氧化性高温气体，并使水蒸气调整至850-950，使之穿过料床，与料床中的碳产生反响。复原焙烧方式几乎不需要特地的设备，与反射窑和回转窑相比可节约大量的设备投资， KerrMcGee26taEMD艺。沸腾炉和流态化炉复原焙烧沸腾炉和流态化炉用煤气或复原性的燃烧气体作为流化介质加热复原软锰矿锰矿曾于2O7O100t耗高，热效率低，烟尘率大，残碳高，因而生产本钱亦高。系统能耗大、热量不能回收、配套设备较简

9、单等缺点。微波复原微波是一种特别的电磁波，频率在O3300GHz 之间，位于电磁波谱的红外辐射波和无线电波之间。微波的根本性质与太阳光相像，波速与光速(310ms)一样。微波加热焙烧具有以下的技术特点：非接触方式加热物料，避开外界污染，提高产物的纯洁度。物料，缩短反响时间，避开了传统加热方式带来的粉状物料传热传质不均匀的现象。矿物中各组分对微波吸取程度不同金属氧化物有选择性地优先加热，而对脉石类矿物则加热缓慢(见图2)，并由此对矿物颗粒具有热碎裂作用，可供给良好的冶金过程反响动力学条件。化学反响有明显的催化作用。 MnO2一Mn2O3 过程中，承受微波加热的分解速率比传统的加热方式提高了218

10、1671倍，而在 Mn2O3 一 Mn3O41.857886MnO不是，因而微波可以在矿物内部选择性地将 Mno2优先加热到较高温度，更加有效地促进了分波焙烧氧化锰的复原温度只需380450同作用可大幅度地降低软锰矿焙烧复原反响过程的能耗。微波复原焙烧可连续化生产，实现全过程的自动化把握，且无粉尘、噪声、余热污染， 相关的争辩机构和企业已经开展了很多卓有成效的工作 低品位软锰矿的“热能回收型软锰矿复原焙烧”工艺和设备 验阶段。 在很多行业中广泛应用，我国青藏铁路沿线就是通过热管技术来保持铁路路基的永久冻土 层。程释放出的热量，实现了双重节能的目标。硫酸化焙烧法和，在600700C 下焙烧1h，

11、软锰矿被直接复原生成硫酸锰，同时重金属盐及可溶性硅酸有不需要碳作为复原剂直接将将锰矿粉和硫酸(或硫酸铵)拌和物在400C 焙烧3h，再升温到700C1h硫酸化焙烧法的缺点是能耗高、操作条件差、对环境有污染，因此未得到普遍使用。软锰矿的湿法复原两矿一步法锰复原生成硫酸锰。两矿一步法的优点是省去了高温焙烧工序 削减了设备投资，黄铁矿来源广，价格低廉，生产本钱低，操作过程亦简洁易行，与焙烧法 用。原则上，其他金属硫化矿亦适用于两矿一步法的工艺过程。二氧化硫浸出法二氧化硫气体通人软锰矿浆内，即可直接起复原反响生成硫酸锰国内外对使用软锰矿浆脱除烟气中的SO2理可计算出其反响平衡常数分别为726X10和2

12、4X10，如此巨大的平衡常数，说明MnO2脱硫过程在瞬间即可反响完成，而且可进展得格外彻底。争辩说明，SO2复原浸取软锰矿的反响不但速率很快，而且对矿物中的成分有选择性反响，可削减杂质进入浸出液。虽然SO 气体直接浸取软锰矿是一种很早就已经存在的成熟工艺产生连二硫酸锰(MnS2O6得到广泛使用。然而，在以去除气体中的SO2为主要目的环境保护治理工程中，如燃煤锅炉烟气等含硫气体的脱硫过程，该方法还是具有相当的应用价值。 低品位软锰矿的有效利用，这方面，需要长期的生产实践来加以验证。连二硫酸钙法浸出软锰矿在浸出槽中将软锰矿粉与连二硫酸钙(CaS206)混合成矿浆通人 SO2即生成硫酸锰和连Mn(O

13、H) 沉淀，将其过滤，即得到固体Mn(OH)2产品，可作为锰精矿或用酸溶解后制备锰系产品。而滤液中含CaS206可循环使用。SO2复原浸出法，该工艺是2O 世纪4O 年月由美国矿务局首先争辩开发的，后来前苏联和我国一些锰矿也进展过这方面的半工业性试 85高，质少，产本钱亦较低，但是渣量大则是其主要的缺点。路线仍具有肯定的现实意义。硫酸亚铁浸出法钢厂酸洗废液和硫酸法钛白粉生产均有大量的副产绿矾(FeS047H2O)，可在酸性溶液系产品。综合国内发表的用硫酸亚铁浸出软锰矿的试验报告可知其反响条件大体为：反响温度7095cI=，初始硫酸浓度180210gL，液固比38：1，在搅拌下反响时间为235h

14、， 二氧化锰浸出率可达95以上。明显，硫酸亚铁浸出软锰矿的浸出液中含铁量较高，假设使用通行的 Fe(OH)中和沉淀法酸39而pH 值生成 Fe(OH)3沉淀的方法深度去除以到达工艺要求。硫酸亚铁浸锰方法亦可应用于深海锰结核的浸出过程，可同时浸出其中的锰、钴、镍和铜。铁直接浸出法朱道荣在争辩硫酸亚铁浸出软锰矿的报告中曾经指出：“在此过程中添加定量的废铁 张东方等报道了用铁屑作复原剂，在酸性条件下浸出锰银矿中的锰，浸出反响条件为： 当铁矿比1：13，矿酸比06：1，液固比3：1，浸出时间60min，浸出温度室温，磨矿细度 为小于0074mm 占80时，锰浸出率到达9760，银则留在浸出渣中，实现了

15、锰银分别。酸耗较大是该方法的主要缺点。在这方面，最近国外的争辩_4J 说明，在酸性软锰矿浆中， 直接参加海绵铁，能够使软锰矿中的四价锰快速地复原成二价锰，比用硫酸亚铁更加有效。其反响条件为：物料(锰矿和海绵铁)粒度：一250+150pm，H2SO4MnO2摩尔比：3，Fe MnO2摩尔比：080，室温(20)下反响10min98，反响15min到达100。假设将反响温度从2OcI=提高到6OcI=，则反响时间可从10min 削减到3min，即可使软锰矿完全被浸出。而在与前列同样条件下，假设使用硫酸亚铁作为复原剂，并且把 Fe MnO摩尔比由08提高到反响10min80，反响30min93，可见

16、直接加金属铁现场形成的硫酸亚铁对复原浸出的过程起了很有利的促进作用。的硫酸亚铁浸出法，是由于初生态的亚铁离子可能具有更强的复原力量。直接复原法MnO2复原成 MnO 而进入溶液，此可知， 该反响的热力学的反响推动力较大，HancockAmapa331)、软锰矿(估量含锰63)、深海锰结核(含锰339)和化学二氧化锰(估量含锰631-2：1，浸出液可用硫酸、盐酸或腐殖酸，酸浓度为15N，浸出液含固浓度100-300gL， 在95以上进展反响约24h，锰浸出率可达95以上。试验说明，褐煤复原二氧化锰的能 力大于烟煤，同等反响条件下以上4种类含锰的物料中软锰矿的浸出率相对较低，而盐酸溶 液中的浸出反

17、响速率和浸出率明显大于硫酸溶液。7草酸直接浸出法在酸性介质中草酸可与二氧化锰产生以下复原反响：Mn02+HOOCCOOH+2HMn2+2C02+2H20等报道了用草酸作为复原剂浸出印度Joda 软锰矿(含247Mn 和284Fe，粒度为一150+105m)的试验，在85的含草酸306gL0534M984的锰，而只有87的铁被浸出。8甲醇直接浸出法甲醇复原金属氧化物的力量在分析化学中已有很多应用实例的浸出过程中，有在酸陛介质中使用乙醇或甲醇作为浸出剂的报道。9农林副产物直接浸出法 使其中的MnO2复原为MnO，反响过程不需要高温焙烧，也不需外部供热，设备简洁，投资费用低，环境污染小，是一种有效利

18、用低品位软锰矿资源的可行工艺路线之一。1O。解复原浸出法极复原成而价锰而被溶解。矿在硫酸溶液中的矿浆电解浸出过程，指出其反响机理可能为： MnO2+4H+2e 一 Mn+2H20 MnO2+H+e 一 MnOOH MnOOH+3H+e一Mn2+2H20当有足够的MnOOH聚拢在Mn MnOOH+H+e 一一Mn(OH)2酸度、温度和所施加的电位对浸出率都有很大的影响，Fe2Mn2的存在将大大增加反响的速度，最正确的电解浸出反响条件是在7O5OL 硫酸溶液中，液固比为1：100，施加电位0mVHgHgSO4K2SO4参比电极)，反响45min56 出5倍。11。生物浸取法 已取得了长足的进步，并且日益显示出在经济性和环境友好方面的优势。如难处理金矿的细菌氧化预处理技术已经在全世界1O 多家金冶炼厂成功地使用，其中处理矿量最大的达1万 td。在铜冶金方面，细菌堆浸硫化铜矿已经实现了更大规模的工业化，有的细菌浸铜厂的日处理矿量到达了数万吨。我国锰矿资源中富矿少，贫矿、复合矿、细3种类型：锰的复原机制；锰的氧化机制；微生物代谢产物的浸锰机制。在二氧化锰矿的微生物复原浸出方面 Mn4复原成Mn2并且直接溶浸出来。2