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菱锰矿制备电解金属锰的工艺流程

发布时间:2025-11-12 15:58:03 发布作者:鑫海矿装

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      我国锰矿资源丰富,但大多以菱锰矿为主,电解金属锰生产过程中多数以菱锰矿为生产原料。在生产中,菱锰矿通常采用浓硫酸酸解后再经过中和、除铁、过滤、除重后进入电解工序。

(1)菱锰矿的开采和选矿

      锰矿石在矿山上经过人工进行开采后所得,开采后的锰矿石运输至加工厂进行破碎预处理后,再通过磁选、浮选等选矿方法进行选矿。

(2)菱锰矿的浸出

      我国本土的菱锰矿大多数品位较低,其中含有的杂质较多,而主要的矿物 MnCO₃也会伴生有大量的其他矿物,例如:石英(SiO₂)、赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、黄铁矿(FeS₂)、白云石(CaMg (CO₃)₂)以及一些黏土物质包括钙沸石、海泡石等矿物26,此外在菱锰矿中还含有一些重金属离子。使用硫酸与之进行浸出反应,菱锰矿与硫酸进行浸出反应,主要发生的反应见方程式:

MnCO₃+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O+CO₂↑

      菱锰矿中的碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰和二氧化碳,其中的二氧化硅将不参加反应保留在锰渣中,氧化铁、四氧化三铁、硫化亚铁等杂质与硫酸反应生成硫酸亚铁或硫酸铁,碳酸钙镁与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸镁和二氧化碳,此外,菱锰矿中的铬、铅、铜、镍等一些重金属离子也会与硫酸反应进入溶液当中,为保证后续产品的质量,必须对溶液进行净化处理。

Process-flow-for-preparing-electrolytic-manganese-metal-from-rhodochrosite.png

(3)碳酸钙中和、双氧水或空气氧化、氨水净化

      由于浸出过程中加入过量的硫酸,因此采用入石灰石进行中和过量酸,将矿浆 pH 值提高到 5.0-6.0 范围内,加入氧化剂或鼓入空气,将 Fe²⁺氧化为 Fe³⁺,再经氨水调控至目标值,使 Fe³⁺等金属杂质反应生成氢氧化物沉淀,待铁离子除至目标值后再将矿浆送入高压隔膜压滤机进行第一次固液分离,滤液进入下一步工序,滤渣(即锰渣)进入中转渣库,然后送渣场堆存。

(4)硫化除重

      由于过滤所得的浸出液中含有重金属离子等,重金属离子会对产品产生影响,因此必须对滤液进行除重工序。采用硫化剂(福美钠,英文缩写 SDD,二甲胺基荒酸钠)除铬、铅、钴、镍等重金属,待溶液中的重金属除至目标值后,打开净化桶底阀,泵至压滤机进行二次压滤,二次压滤的硫酸锰溶液经过静置后再进行第三次过滤,在经过压滤后的溶液中加入电解添加剂,供电解车间使用。

(5)电解

      将符合相关指标的硫酸锰溶液进行电解,在电解槽中通入直流电,金属锰将会在阴极极板上沉积,其发生的反应式为:

MnSO₄+H₂O→Mn+H₂SO₄+O₂↑

      我国电解锰企业一般采用湿法电解法生产金属锰,对菱锰矿的浸出工艺包括直接酸浸出法、预焙烧浸出法、还原浸出法等几种方法。


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