錳礦生產(chǎn)工藝技術(shù)

1、錳礦生產(chǎn)工藝及其節(jié)能技術(shù)錳礦生產(chǎn)工藝及其節(jié)能技術(shù)一錳礦石的用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)說(shuō)明簡(jiǎn)介用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：錳礦產(chǎn)品包括冶金錳礦、碳酸錳礦粉、化工用二氧化錳礦粉和電池用二氧化錳礦粉等。 求。一冶金工業(yè)對(duì)錳礦石的質(zhì)量要求用于煉鋼生鐵能到達(dá)4050。 碳錳鐵，礦石含錳量3640，錳鐵比68.5，磷錳比0.0020.0036；冶煉碳素錳鐵， 礦石含錳量3340，錳鐵比3.87.8，磷錳比0.0020.005；冶煉錳硅合金，礦石含錳量2935，錳鐵比3.37.5，磷錳比0.00160.0048；高爐錳鐵，礦石含錳量30，錳鐵比27，磷錳比0.005。二化工及輕工部門(mén)對(duì)錳礦石的質(zhì)量要求酸錳和氯化錳等?；ぜ?jí)

2、二氧化錳礦粉要求 MnO2含量大于50(表3.3.3)，制硫酸錳時(shí)，F(xiàn)e3、Al2O33、CaO0.5、MgO0.1；制高錳酸鉀時(shí)，F(xiàn)e5、SIO25、Al2O34。自然二氧化錳是制造干電池的原料，要求MnO2含量越高越好。對(duì)Ni、Cu、CO、Pb 等有害元素一般廠定標(biāo)準(zhǔn)為：Cu0.01、Ni0.03、Co0.02、Pb0.02。礦粉的粒度要小于0.12mm。 二。礦業(yè)簡(jiǎn)史 45007000年前后石器時(shí)代的仰 韶文化彩陶文化時(shí)期。由于軟錳礦呈土狀，它的顏色呈黑色，極易染手，在古人看來(lái)， 這是一種奇異的陶器著色顏料。1774J.G.Gahn從軟錳礦中復(fù)原出了金屬錳。1875開(kāi)頭用高爐生產(chǎn)含錳15

3、30的鏡鐵和含錳達(dá)801890年用電爐生產(chǎn)錳鐵，1898 年用鋁1939年開(kāi)頭用電解法生產(chǎn)金屬錳。最早開(kāi)采的錳礦山是美國(guó)田納西州惠特福爾德Whitifeld錳礦，始采于1837年，到1884年錳礦石年產(chǎn)量已達(dá)4萬(wàn) t。印度也是開(kāi)采錳礦較早的國(guó)家之一，始采于1892年。第一出口1928世紀(jì)20西、加納、澳大利亞、南非和加蓬等國(guó)。18861890年首先在湖北興國(guó)州今陽(yáng)1897年和1907和常寧、耒陽(yáng)錳礦；1910年覺(jué)察廣西防城大直、欽州黃屋屯錳礦；1913年和1918年，前后覺(jué)察了湖南湘潭上五都錳礦1937年改稱為湘潭錳礦和廣西木圭、江西樂(lè)華錳礦錳礦石三錳礦石選礦 高鐵礦和共伴生有益金屬，因此給選

4、礦加工帶來(lái)很大難度。目前，常用的錳礦選礦方法為機(jī)械選包括洗礦、篩分、重選、強(qiáng)磁選和浮選，以及火法富集、化學(xué)選礦法等。洗礦和篩分機(jī)和槽式洗礦機(jī)。凈礦送振動(dòng)篩篩分。篩分可作為獨(dú)立作業(yè)，分出不同粒度和品位的產(chǎn)品供給不同用途使用。重選礦石。常用方法有重介質(zhì)選礦、跳汰選礦和搖床選礦。60mm 或100mm，然后進(jìn)展6-型搖床。強(qiáng)磁選錳礦物屬弱磁性礦物比磁化系數(shù)1010-660010-6cm3/gHo801600kAm 100020220o的強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)中可以得到回收410。 選礦中占主導(dǎo)地位。各種型的粗、中、細(xì)粒強(qiáng)磁機(jī)間續(xù)研制成功。目前，國(guó)內(nèi)錳礦應(yīng)用最階段。重-磁選目前國(guó)內(nèi)已建和改建成的重-磁選廠有福建

5、連城，廣西龍頭、靖西和下雷等錳礦。如連城錳礦重-磁選廠，主要處理淋濾型氧化錳礦石，承受AM-30型跳汰機(jī)處理303的洗凈礦，可獲得含錳40礦和小于3mm1m2425，到達(dá)3640。強(qiáng)磁-浮選目前承受強(qiáng)磁-浮選工藝僅有遵義錳礦。該礦是以碳酸錳礦為主的低錳、低磷、高鐵錳礦。2100mm3000mm 濕式磨礦機(jī)。強(qiáng)磁選承受 shp-2022型強(qiáng)磁機(jī)，浮選機(jī)主要用 CHF 型充氣式浮選機(jī)。經(jīng)過(guò)多年生產(chǎn)的考驗(yàn)，性能良好，很適合于遵義錳選礦應(yīng)用。強(qiáng)磁-浮選工藝流程試驗(yàn)成功并在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)錳礦的深選已經(jīng)向前邁進(jìn)了一大步?；鸱ǜ患鋵?shí)質(zhì)是利用錳、磷、鐵的復(fù)原溫度不同，在高爐或電爐中把握其溫度進(jìn)展

6、選擇性分別錳、磷、鐵的一種高溫分選方法。我國(guó)承受火法富集已有近40年的歷史，1959年湖南邵陽(yáng)資江鐵廠在9.4m3小高爐上進(jìn)展1962年上海鐵合金廠和石景山鋼鐵廠分別在高爐冶煉出富錳渣。1975俗稱半鋼8年月以后，富錳渣生產(chǎn)得到快速進(jìn)展，先后在湖南、湖北、廣東、廣西、江西、遼寧、吉林等地都進(jìn)展了富錳渣生產(chǎn)?；鸱ǜ患に嚭?jiǎn)潔、生產(chǎn)穩(wěn)定，能有效地將礦石中的鐵、磷分別出去，而獲得富錳、低鐵、低磷富錳渣，這種富錳渣一般含 Mn3545，MnFe?1238，P/Mn0.002，是一種優(yōu)質(zhì)錳系合金原料，同時(shí)也是一般自然富錳礦很難同時(shí)到達(dá)上述3個(gè)指標(biāo)的人造富礦。因 此，火法富集對(duì)于我國(guó)高磷高鐵低錳難選礦而言

7、，是很有前途的一種選礦方法?；瘜W(xué)選錳法錳的化學(xué)選礦很多，我國(guó)進(jìn)展了大量爭(zhēng)辯工作，其中試驗(yàn)較多，較有進(jìn)展前途的是：連二硫酸鹽法、黑錳礦法和細(xì)菌浸錳法。目前尚未付諸工業(yè)生產(chǎn)。錳金屬生產(chǎn)流程圖四錳礦石復(fù)原處理技術(shù)現(xiàn)行的的軟錳礦可分為焙燒發(fā)復(fù)原和濕發(fā)復(fù)原兩大類焙燒復(fù)原：軟錳礦復(fù)原焙燒的根本過(guò)程是在700-1000錳產(chǎn)品。復(fù)原焙燒發(fā)是目前處理高品位錳礦最通行的生產(chǎn)工藝投資 焙燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣對(duì)環(huán)境有污染。反射爐本錢(qián) 密閉性差，污染嚴(yán)峻，國(guó)家現(xiàn)已命令制止使用?；剞D(zhuǎn)爐主要設(shè)備有焙燒窯和冷卻窯組成，加熱源多用重由，煤氣，電熱或煤，復(fù)原回轉(zhuǎn)爐可分3500-600以 上，在進(jìn)入冷卻窯內(nèi)80一下后排出。 高等缺點(diǎn)。

8、但回轉(zhuǎn)爐操作工藝成熟，生產(chǎn)力量大，機(jī)械化程度高，設(shè)備定性，鈷至今未焙燒復(fù)原的首選。固定床積存復(fù)原焙燒粗爐渣再將顆粒狀的軟錳礦按10：1的比例混合均勻鋪在爐渣曾上形成物料層，同入主要成分為 CO2的非氧化性高溫氣體，并使水蒸氣調(diào)整至850-950，使之穿過(guò)料床，與料床中的碳產(chǎn)生反響。復(fù)原焙燒方式幾乎不需要特地的設(shè)備，與反射窯和回轉(zhuǎn)窯相比可節(jié)約大量的設(shè)備投資， KerrMcGee26taEMD藝。沸騰爐和流態(tài)化爐復(fù)原焙燒沸騰爐和流態(tài)化爐用煤氣或復(fù)原性的燃燒氣體作為流化介質(zhì)加熱復(fù)原軟錳礦錳礦曾于2O7O100t耗高，熱效率低，煙塵率大，殘?zhí)几?，因而生產(chǎn)本錢(qián)亦高。系統(tǒng)能耗大、熱量不能回收、配套設(shè)備較簡(jiǎn)

9、單等缺點(diǎn)。微波復(fù)原微波是一種特別的電磁波，頻率在O3300GHz 之間，位于電磁波譜的紅外輻射波和無(wú)線電波之間。微波的根本性質(zhì)與太陽(yáng)光相像，波速與光速(310ms)一樣。微波加熱焙燒具有以下的技術(shù)特點(diǎn)：非接觸方式加熱物料，避開(kāi)外界污染，提高產(chǎn)物的純潔度。物料，縮短反響時(shí)間，避開(kāi)了傳統(tǒng)加熱方式帶來(lái)的粉狀物料傳熱傳質(zhì)不均勻的現(xiàn)象。礦物中各組分對(duì)微波吸取程度不同金屬氧化物有選擇性地優(yōu)先加熱，而對(duì)脈石類礦物則加熱緩慢(見(jiàn)圖2)，并由此對(duì)礦物顆粒具有熱碎裂作用，可供給良好的冶金過(guò)程反響動(dòng)力學(xué)條件?；瘜W(xué)反響有明顯的催化作用。 MnO2一Mn2O3 過(guò)程中，承受微波加熱的分解速率比傳統(tǒng)的加熱方式提高了218

10、1671倍，而在 Mn2O3 一 Mn3O41.857886MnO不是，因而微波可以在礦物內(nèi)部選擇性地將 Mno2優(yōu)先加熱到較高溫度，更加有效地促進(jìn)了分波焙燒氧化錳的復(fù)原溫度只需380450同作用可大幅度地降低軟錳礦焙燒復(fù)原反響過(guò)程的能耗。微波復(fù)原焙燒可連續(xù)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的自動(dòng)化把握，且無(wú)粉塵、噪聲、余熱污染， 相關(guān)的爭(zhēng)辯機(jī)構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了很多卓有成效的工作 低品位軟錳礦的“熱能回收型軟錳礦復(fù)原焙燒”工藝和設(shè)備 驗(yàn)階段。 在很多行業(yè)中廣泛應(yīng)用，我國(guó)青藏鐵路沿線就是通過(guò)熱管技術(shù)來(lái)保持鐵路路基的永久凍土 層。程釋放出的熱量，實(shí)現(xiàn)了雙重節(jié)能的目標(biāo)。硫酸化焙燒法和，在600700C 下焙燒1h，

11、軟錳礦被直接復(fù)原生成硫酸錳，同時(shí)重金屬鹽及可溶性硅酸有不需要碳作為復(fù)原劑直接將將錳礦粉和硫酸(或硫酸銨)拌和物在400C 焙燒3h，再升溫到700C1h硫酸化焙燒法的缺點(diǎn)是能耗高、操作條件差、對(duì)環(huán)境有污染，因此未得到普遍使用。軟錳礦的濕法復(fù)原兩礦一步法錳復(fù)原生成硫酸錳。兩礦一步法的優(yōu)點(diǎn)是省去了高溫焙燒工序 削減了設(shè)備投資，黃鐵礦來(lái)源廣，價(jià)格低廉，生產(chǎn)本錢(qián)低，操作過(guò)程亦簡(jiǎn)潔易行，與焙燒法 用。原則上，其他金屬硫化礦亦適用于兩礦一步法的工藝過(guò)程。二氧化硫浸出法二氧化硫氣體通人軟錳礦漿內(nèi)，即可直接起復(fù)原反響生成硫酸錳國(guó)內(nèi)外對(duì)使用軟錳礦漿脫除煙氣中的SO2理可計(jì)算出其反響平衡常數(shù)分別為726X10和2

12、4X10，如此巨大的平衡常數(shù)，說(shuō)明MnO2脫硫過(guò)程在瞬間即可反響完成，而且可進(jìn)展得格外徹底。爭(zhēng)辯說(shuō)明，SO2復(fù)原浸取軟錳礦的反響不但速率很快，而且對(duì)礦物中的成分有選擇性反響，可削減雜質(zhì)進(jìn)入浸出液。雖然SO 氣體直接浸取軟錳礦是一種很早就已經(jīng)存在的成熟工藝產(chǎn)生連二硫酸錳(MnS2O6得到廣泛使用。然而，在以去除氣體中的SO2為主要目的環(huán)境保護(hù)治理工程中，如燃煤鍋爐煙氣等含硫氣體的脫硫過(guò)程，該方法還是具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價(jià)值。 低品位軟錳礦的有效利用，這方面，需要長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)加以驗(yàn)證。連二硫酸鈣法浸出軟錳礦在浸出槽中將軟錳礦粉與連二硫酸鈣(CaS206)混合成礦漿通人 SO2即生成硫酸錳和連Mn(O

13、H) 沉淀，將其過(guò)濾，即得到固體Mn(OH)2產(chǎn)品，可作為錳精礦或用酸溶解后制備錳系產(chǎn)品。而濾液中含CaS206可循環(huán)使用。SO2復(fù)原浸出法，該工藝是2O 世紀(jì)4O 年月由美國(guó)礦務(wù)局首先爭(zhēng)辯開(kāi)發(fā)的，后來(lái)前蘇聯(lián)和我國(guó)一些錳礦也進(jìn)展過(guò)這方面的半工業(yè)性試 85高，質(zhì)少，產(chǎn)本錢(qián)亦較低，但是渣量大則是其主要的缺點(diǎn)。路線仍具有肯定的現(xiàn)實(shí)意義。硫酸亞鐵浸出法鋼廠酸洗廢液和硫酸法鈦白粉生產(chǎn)均有大量的副產(chǎn)綠礬(FeS047H2O)，可在酸性溶液系產(chǎn)品。綜合國(guó)內(nèi)發(fā)表的用硫酸亞鐵浸出軟錳礦的試驗(yàn)報(bào)告可知其反響條件大體為：反響溫度7095cI=，初始硫酸濃度180210gL，液固比38：1，在攪拌下反響時(shí)間為235h

14、， 二氧化錳浸出率可達(dá)95以上。明顯，硫酸亞鐵浸出軟錳礦的浸出液中含鐵量較高，假設(shè)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達(dá)工藝要求。硫酸亞鐵浸錳方法亦可應(yīng)用于深海錳結(jié)核的浸出過(guò)程，可同時(shí)浸出其中的錳、鈷、鎳和銅。鐵直接浸出法朱道榮在爭(zhēng)辯硫酸亞鐵浸出軟錳礦的報(bào)告中曾經(jīng)指出：“在此過(guò)程中添加定量的廢鐵 張東方等報(bào)道了用鐵屑作復(fù)原劑，在酸性條件下浸出錳銀礦中的錳，浸出反響條件為： 當(dāng)鐵礦比1：13，礦酸比06：1，液固比3：1，浸出時(shí)間60min，浸出溫度室溫，磨礦細(xì)度 為小于0074mm 占80時(shí)，錳浸出率到達(dá)9760，銀則留在浸出渣中，實(shí)現(xiàn)了

15、錳銀分別。酸耗較大是該方法的主要缺點(diǎn)。在這方面，最近國(guó)外的爭(zhēng)辯_4J 說(shuō)明，在酸性軟錳礦漿中， 直接參加海綿鐵，能夠使軟錳礦中的四價(jià)錳快速地復(fù)原成二價(jià)錳，比用硫酸亞鐵更加有效。其反響條件為：物料(錳礦和海綿鐵)粒度：一250+150pm，H2SO4MnO2摩爾比：3，F(xiàn)e MnO2摩爾比：080，室溫(20)下反響10min98，反響15min到達(dá)100。假設(shè)將反響溫度從2OcI=提高到6OcI=，則反響時(shí)間可從10min 削減到3min，即可使軟錳礦完全被浸出。而在與前列同樣條件下，假設(shè)使用硫酸亞鐵作為復(fù)原劑，并且把 Fe MnO摩爾比由08提高到反響10min80，反響30min93，可見(jiàn)

16、直接加金屬鐵現(xiàn)場(chǎng)形成的硫酸亞鐵對(duì)復(fù)原浸出的過(guò)程起了很有利的促進(jìn)作用。的硫酸亞鐵浸出法，是由于初生態(tài)的亞鐵離子可能具有更強(qiáng)的復(fù)原力量。直接復(fù)原法MnO2復(fù)原成 MnO 而進(jìn)入溶液，此可知， 該反響的熱力學(xué)的反響推動(dòng)力較大，HancockAmapa331)、軟錳礦(估量含錳63)、深海錳結(jié)核(含錳339)和化學(xué)二氧化錳(估量含錳631-2：1，浸出液可用硫酸、鹽酸或腐殖酸，酸濃度為15N，浸出液含固濃度100-300gL， 在95以上進(jìn)展反響約24h，錳浸出率可達(dá)95以上。試驗(yàn)說(shuō)明，褐煤復(fù)原二氧化錳的能 力大于煙煤，同等反響條件下以上4種類含錳的物料中軟錳礦的浸出率相對(duì)較低，而鹽酸溶 液中的浸出反

17、響速率和浸出率明顯大于硫酸溶液。7草酸直接浸出法在酸性介質(zhì)中草酸可與二氧化錳產(chǎn)生以下復(fù)原反響：Mn02+HOOCCOOH+2HMn2+2C02+2H20等報(bào)道了用草酸作為復(fù)原劑浸出印度Joda 軟錳礦(含247Mn 和284Fe，粒度為一150+105m)的試驗(yàn)，在85的含草酸306gL0534M984的錳，而只有87的鐵被浸出。8甲醇直接浸出法甲醇復(fù)原金屬氧化物的力量在分析化學(xué)中已有很多應(yīng)用實(shí)例的浸出過(guò)程中，有在酸陛介質(zhì)中使用乙醇或甲醇作為浸出劑的報(bào)道。9農(nóng)林副產(chǎn)物直接浸出法 使其中的MnO2復(fù)原為MnO，反響過(guò)程不需要高溫焙燒，也不需外部供熱，設(shè)備簡(jiǎn)潔，投資費(fèi)用低，環(huán)境污染小，是一種有效利

18、用低品位軟錳礦資源的可行工藝路線之一。1O。解復(fù)原浸出法極復(fù)原成而價(jià)錳而被溶解。礦在硫酸溶液中的礦漿電解浸出過(guò)程，指出其反響機(jī)理可能為： MnO2+4H+2e 一 Mn+2H20 MnO2+H+e 一 MnOOH MnOOH+3H+e一Mn2+2H20當(dāng)有足夠的MnOOH聚攏在Mn MnOOH+H+e 一一Mn(OH)2酸度、溫度和所施加的電位對(duì)浸出率都有很大的影響，F(xiàn)e2Mn2的存在將大大增加反響的速度，最正確的電解浸出反響條件是在7O5OL 硫酸溶液中，液固比為1：100，施加電位0mVHgHgSO4K2SO4參比電極)，反響45min56 出5倍。11。生物浸取法 已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并且日益顯示出在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好方面的優(yōu)勢(shì)。如難處理金礦的細(xì)菌氧化預(yù)處理技術(shù)已經(jīng)在全世界1O 多家金冶煉廠成功地使用，其中處理礦量最大的達(dá)1萬(wàn) td。在銅冶金方面，細(xì)菌堆浸硫化銅礦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更大規(guī)模的工業(yè)化，有的細(xì)菌浸銅廠的日處理礦量到達(dá)了數(shù)萬(wàn)噸。我國(guó)錳礦資源中富礦少，貧礦、復(fù)合礦、細(xì)3種類型：錳的復(fù)原機(jī)制；錳的氧化機(jī)制；微生物代謝產(chǎn)物的浸錳機(jī)制。在二氧化錳礦的微生物復(fù)原浸出方面 Mn4復(fù)原成Mn2并且直接溶浸出來(lái)。2