способ извлечения марганца из марганцевых руд

Формула изобретения

1. Способ извлечения марганца из марганцевых руд, включающий выщелачивание соляной кислотой с выделением хлора, осаждение марганцевого концентрата хлором, выделившимся при выщелачивании, в присутствии основного соединения и отделение его от раствора, отличающийся тем, что осаждение ведут с использованием в качестве основного соединения карбоната натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация соляной кислоты при выщелачивании составляет 5-20 вес.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче полезных компонентов гидрометаллургическими способами и может быть использовано на горно-обогатительных предприятиях, в частности при извлечении марганца из марганецсодержащих руд выщелачиванием.

Известны способы извлечения марганца из марганцевых руд, заключающиеся в восстановительном обжиге с различными восстановителями с последующим выщелачивании серной кислотой (1-3). Недостатками указанных способов являются необходимость проведения процесса высокотемпературного восстановительного обжига, невысокая степень сквозного извлечения марганца, расход концентрированной серной кислоты, продолжительность процесса выщелачивания.

Известны способы выщелачивания марганца из марганцевых руд раствором серной кислоты в токе сернистого ангидрида либо смесью серной и сернистой кислот (4,5). Недостатками известных способов являются сравнительно низкая степень извлечения марганца из руды, необходимость применения дорогостоящего экологически вредного реагента - сернистого ангидрида, либо неустойчивого в водных растворах дорогостоящего реагента - сернистой кислоты.

Наиболее близким к предложенному является способ извлечения марганца из марганцевых руд, включающий выщелачивание соляной кислотой с выделением хлора, осаждение марганцевого концентрата хлором, выделившимся на стадии выщелачивания, в присутствии основного соединения, например MgO (6).

Недостатком указанного известного решения, принятого за прототип, является его громоздкость и невозможность получения марганцового концентрата без примесей оксида магния.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса за счет исключения дополнительных стадий и повышения чистоты целевого продукта.

Технический результат достигается тем, что для извлечения марганца из марганцевых руд выщелачиванием соляной кислотой с выделением хлора, осаждением марганцевого концентрата хлором, выделившемся при выщелачивании в присутствии основного соединения и отделения его от раствора, в качестве основного соединения используют карбонат натрия. Концентрация соляной кислоты при выщелачивании составляют 5-20 вес.%.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Способ испытан на рудном образце Северо-Файзулинского месторождения состава: Mn 17-50%; P 0,08%; Fe 2%; кремнезем 50%. Навеску 108,9 г этой руды обрабатывали 20%-ным раствором соляной кислоты. Выщелачивание руды протекает по следующей реакции:

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Реакция протекает при комнатной температуре в течение трех часов. Содержание марганца в растворе составило 101,6 г/л, а его извлечение в раствор 97,0%. Для осаждения марганцевого концентрата проводили вторую стадию процесса с использованием карбоната натрия и выделившегося на первой стадии процесса хлора

MnCl₂ + Cl₂ + 2Na₂CO₃ = MnO₂ + 4NaCl + 2CO₂.

Осадок содержал 98,0% двуокиси марганца. Осадок плотный, быстро отстаивался и хорошо фильтровался.

Пример 2. Аналогично примеру 1 навеску руды массой 230 г обрабатывали 10%-ной соляной кислотой. Содержание марганца в растворе составило 222,5 г/л. Извлечение марганца в раствор 96,5%. После проведения стадии осаждения осадок содержал 98,0% марганца.

Пример 3. Аналогично примеру 1 навеску руды массой 280,3 г обрабатывали 5%-ной соляной кислотой. Содержание марганца в растворе составило 281,5 г/л. Извлечение марганца в раствор 96,1%. После осаждения осадок содержал 98,2% марганца.

Пример 4. Аналогично примеру 1 навеску руды массой 180,0 г обрабатывали 3%-ной соляной кислотой. Содержание марганца в растворе составило 105,0 г/л. Извлечение марганца в раствор составило 82,3%.

Таким образом, исключение стадии регенерации реагента для осаждения двуокиси марганца (в прототипе - оксид магния) позволяет упростить и удешевить процесс.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать марганцевый концентрат высокой степени чистоты, так как присутствие оксидов других металлов (в частности, железа) в марганцевом концентрате практически исключено.

Список литературы

1. Клименко Д. В., Квасков А.П. Химическое обогащение марганцевых руд. Свердловск: Металлургиздат, 1943, с. 83-84.

2. Алтаев А.И. и др. Технология чанового выщелачивания марганца из отходов обогащения и некондиционных руд: КИМС, 1984, N 10, с. 6-9.

3. Ненно Э.С. и др. Материалы 2-ой Всесоюзной конференции по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых. М.: Химия, 1975, кн. 1, с. 173-177.

4. Способ извлечения марганца из руд и концентратов: Патент 2039109 Россия, 6 С 22 В 47/00 //Щелкин А.А., Баранов В.М., Бубнов В.К., Яхно Я.И.

5. Способ переработки марганцевых руд: Авт. Свид. СССР N 350850, С 22 в 47/00 //Чачанидзе И.П., Пурцеладзе Х.Г., Богоявленский Е.И., Сванидзе М.И., Раквиашвили И.В.

6. GB 1321937 (THE BROKEN HILL PROPERTY COMPANY LIMITED), кл. С 01 G 45/02, опубл. 04.07.1973.