Спосіб одержання оксиду марганцю (його варіанти)

Изобретение относится к гидрометаллургическим процессам обогащения полезных ископаемых, в частности к химическим методам обогащения руд, и может быть использовано для получения оксида марганца из низкосортного карбонатного сырья. Известен способ получения оксида марганца, включающий восстановительный обжиг исходной руды, выщелачивание, нейтрализацию, отделение примесей и осаждение оксида марганца, промывку, сушку и прокалку [1]. Недостаток способа - наличие энергоемкой операции обжига и дорогостоящего оборудования. Также известен способ получения оксида марганца, включающий в себя измельчение, выщелачивание во вращающи хся барабанах, фильтрацию, выпаривание и обжиг во вращающейся печи [1]. Недостаток способа - наличие энергоемких операций и загрязнение окружающей среды сернистым и серным газом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по достигаемому результату является способ получения марганцевых концентратов высокой чистоты, разработанный специалистами института "Ме ханобрчермет" [2]. Способ включает в себя обработку исходной руды серной кислотой, нейтрализацию пульпы известковым молоком, разделение жидкой и твердой фаз, очистку раствора от солей кальция и магния введением сульфида аммония после предварительного упаривания, отделение твердой фазы и осаждение из маточника карбоната марганца. После фильтрования осадка, промывки и прокалки содержание кальция и магния в оксиде марганца не превышает 0,03%. Недостатком этого способа является наличие в нем операции упаривания и применение дорогостоящих осадителей ионов кальция и магния. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения оксида марганца из низкосортного карбонатного сырья путем предварительной подготовки технологического раствора к осаждению, введения дополнительной операции отмывки оксида марганца и изменения или способа подачи осадителя, или осуществления старения осажденного карбоната марганца, что обеспечит исключение операции упаривания, упростит очистку карбоната марганца от примесей и, как следствие, снизит энергоемкость способа и исключит применение дорогостоящих осадителей. Поставленная задача решается тем, что в первом варианте способа получения оксида марганца, включающем кислотное выщелачивание исходной марганцевой руды, нейтрализацию пульпы, отделение осадка, осаждение карбоната марганца, его фильтрование, промывку, сушку и прокалку, предлагается перед введением осадителя технологический раствор подкислять, подачу осадителя в перемешиваемый технологический раствор осуществлять в распыленном виде, полученный оксид марганца отмывать подкисленной и деминерализованной водой с последующим его фильтрованием и сушкой. Предварительное подкисление технологического раствора способствует снижению захвата примесей кальция и магния. Распыление необходимой порции осадителя увеличивает время его подачи, уменьшая локальное пересыщение технологического раствора и обеспечивая получение легкоотмываемого от примесей осадка карбоната марганца. Отмывка подкисленной и деминерализованной водой повышает глубин у отмывки ионов кальция и магния из оксида марганца. Зависимость чистоты оксида марганца от времени подачи осадителя, pH технологического раствора, отмывки оксида марганца подкисленной и деминерализованной водой представлена в табл.1. Поставленная задача во втором варианте способа получения оксида марганца, включающем кислотное выщелачивание исходной марганцевой руды, нейтрализацию пульпы, отделение осадка, осаждение карбоната марганца, его фильтрование, промывку, сушк у и прокалку решается принципиально тем же путем за счет старения осажденного карбоната марганца под слоем маточника, подкисления технологического раствора, отмывки полученного оксида марганца подкисленной и деминерализованной водой. Увеличение времени старения карбоната марганца под слоем маточника позволяет снизить концентрацию кальция и магния в оксиде марганца. Зависимость чистоты оксида марганца от времени старения, pH технологического раствора, отмывки оксида марганца подкисленной и деминерализованной водой представлена в табл.2. Пример 1. Предложенный способ опробован на опытно-промышленной установке СхІдГЗК по следующей технологической схеме: исходную марганцевую руду классом крупности от +3 мм до -0,074 мм распульповывают водой при Т:Ж = 1:2,5, закисляют пульпу концентрированной серной кислотой до pH = 0,9-1. Расход серной кислоты составляет 0,7 т на 1 т руды. При температуре 60-80°С кислую пульпу агитируют в течение 1,5 часа, после чего в нее вводится известковое молоко с содержанием оксида кальция 13-20% из расчета 0,07 т Са(ОН)2 на 1 т р уды. Нейтрализация производится до pH = 6,0 в течение часа при температуре 60°С, после чего пульпу фильтруют, отделяя осадок от раствора. Полученный технологический марганцевый раствор с содержанием марганца 75-85 г/л подкисляют серной кислотой до pH = 4,0-5,0. В качестве осадителя используется водный раствор углеаммонийной соли (УАС) с содержанием 185 г/л. Осаждение карбоната марганца производится путем подачи распыленного раствора УАС в перемешиваемый технологический раствор в течение 1-5 часов. Расход УАС составляет 2,7 г на 1 г марганца в растворе. После подачи УАС пульпу агитируют в течение 0,5 часа. Осажденный карбонат марганца отфильтровывают от сбросного раствора, промывают деминерализованной водой при Т:Ж »1:10 способом репульпации в две стадии в течение 0,5 часа. Промытый карбонат марганца сушат при температуре не свыше 100°С в течение 1-1,5 часов, прокаливают при температуре 650°С в течение 2-2,5 часов. Полученный оксид марганца отмывают в две стадии по 0,5 часа каждая из расчета Т:Ж - 1:7. На первой стадии отмывка производится раствором азотной кислоты с рН= 1,5, на второй-деминерализованной водой. Отмытый оксид марганца фильтруют, сушат при температуре 100-150°С в течение 1-1,5 часа Полученный оксид марганца содержит не менее 63% марганца, не более 0,01% калия и натрия, не более 0,03% кальция и магния в сумме. Пример 2. Технологический раствор с содержанием марганца 75-85 г/л, полученный идентичным описанному в примере 1 способом, также подкисляют до pH = 4,0-5,0. Осаждение карбоната марганца также производят раствором УАС, но его подача в технологический раствор осуществляется за один прием без распыления. Осажденный карбонат марганца подвергают старению под слоем маточника при медленном перемешивании в течение 3-5 часов. После операции старения карбоната марганца его фильтруют, промывают, сушат и прокаливают также идентичным описанному в примере 1 способом. Также полученный оксид марганца отмывают подкисленной и деминерализованной водой, фильтруют и сушат. Готовый продукт содержит: марганца - не менее 63%, калия и натрия - не более 0,01 %, кальция и магния в сумме - не более 0,03%.