Способ получения раствора сульфата марганца Советский патент 1988 года по МПК C01G45/10 

см

Изобретение относится к способу получения раствора сульфата марганца, используемого для производства элект ролитической двуокиси марганца.

Присутствие примеси калия в электролитической двуокиси марганца оказывает неблагоприятное воздействие при использовании ее в качестве демодулятора в бауареях сухих элементов, в связи с чем к раствору сульфата марганца, из которого получают МпО, предъявляются повышенные требо- : вания по содержанию калия.

Цель изобретения - упрощение про- цесса получения MnSO из восстановленной калийсодержащей марганцевой РУДЫ.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную руду восстанавливают путем термообработки ее при АОО-1200 С в присутствии восстановителя. При этом все соединения марганца (IV) переходят в Мп (II).

Восстановленную руду после измельчения смешивают с обработанным электролитом, содержащим свободную серную кислоту и ионы марганца, в присутствии водорастворимой соли алюминия, взятой в количестве 4,6-9,2 Г/л, и твердой фазы, рециркулируемой со стадии выщелачивания в количестве 13- г/л.

Полученную смесь с рН 4,5-6,3 под- вергают выщелачиванию при 70-90°С в течение 1-3 ч. В этих условиях соединение калия, содержащееся в исходной руде, взаимодействует с ионами алюминия с образованием комплексной соли формулы )-(.OE )f . После выщелачивания образующийся раствор сульфата Марганца отделяют от твердо фазы, содержащей комплексную соль калия-алюминия и нерастворившуюся руду Часть твердой фазы рециркулируют на стадию смешения руды с электролитом, а раствор .MnSO подвергают дальнейшей очистке от примесей тяжелых ме-„ таллов перед подачей его в электролизер.

Результаты опытов 1-7 представлены в табл. 1. Исходный раствор, используемый в кадцом из примеров, содержит 40 г/л ионов марганца (II), 200 мг/л ионов калия и 3,0 Mjr/л ионов железа. Раствор разделен на семь равных частей примерно по 300 мл и к каждой части при перемешивании и на

с

0

5

0

5

0

5 0

0

гревании добавляют сульфат алюминия, а к некоторым растворам 13 г/л комплексной соли калия - алюминия,

Как показывают даннные табл,1, использование водорастворимых ионов алюминия значительно снижает содержание примеси калия в марганцевом выщелачивающем растворе только при рН раствора 4,0. Кроме того, данные показывают, что скорость и степень удаления примеси калия увеличиваются, если щелочной раствор, содержащий водорастворимые ионы алюминия, нагревается в контакте с кристаллами соли калия-алюминия.

Вторую серию экспериментов проводят с использованием того же оборудования и по способу, использованному

в примерах 1-7. Однако вьш еланивающий раствор, -приготовленный для второй серии экспериментов, содержит 36 г/л марганца, в виде ионов марганца (II), 280 мг/л калия и 6 мг/л железа в виде ионов железа, рН выщелачивающего раствора 6,3. Во всех экспериментах второй серии использованы те же кристаллы побочного продукта соли калия-алюминия, что и в примерах 1-7 при этом количество кристаллов различно в каждом эксперименте. В каждый экспериментальный раствор также добавляют различные количества сульфата алюминия. Рабочие условия и рег.. зультаты, полученные во второй серии экспериментов, приведены в табл. 2.

Как показывают данные табл.2, рабочие условия, концентрация кристаллов и концентрация водорастворимых ионов алюминия могут изменяться в широком диапазоне. Кроме того, изменение этих условий оказывает влияние на скорость и степень удаления примеси калия из марганцевого выще-/ лачивающего раствора во времени.

Предлагаемый способ по сравнению с известным при сохранении степени очистки от калия позволяет упростить процесс за счет сокращения числа операций на стадии выщелачивания и проведения его при более мягких условиг ях, т.е. в менее кислой среде (рН 4,5-6,3 против 1-2 по известному).

Формула изобретения

Способ получения раствора сульфата марганца, используемого в производстве электролитической двуокиси

. 144 марганца, из марганцевой калнйсодер- жащей руды, включающий восстановление последней, смешение восстановленной руды с отработанными электролитом, содержащим серную кислоту и ионы марганца, в присутствии водорастворимой соли трехвалентного металла, выщелачивание полученной смеси при 70-90 Си отделение образующегося раствора сульфата марганца от твердой фазы, содержащей нерастворившуюся руду и образующуюся комплексную соль калия, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, на стадию смешения руды с электролитом в качестве соли трехвалентного металла вводят водорастворимую соль алюминия в количестве 4,6-9,2 г/л и твердую фазу со стадии выщелачивания, рециркулируемую в количестве 13- 30 г/л, причем смешение ведут до достижения рН 4,5-6,3.

Таблица 1

Изобретение относится к способам получения раствора сульфата марганца, используемого в производст- ве .электролитического диоксида марганца, и позволяет упростить процесс. MnSO получают из предварительно восстановленной калийсодержащей марганцевой руды путем смешения ее с отработанным электролитом, содержащим свободную серную кислоту и ионы марганца, в присутствии водорастворимой соли алюминия,.взятой в количестве 4,6-9,2 г/л, и твердой фазы, рециркулируемой со стадии выщелачива ния в количестве 13-30 г/л. Полученную смесь с рН 4,5-6,3 подвергают выщелачиванию при 70-90 С в течение 1-2 ч. В этих условиях соединение калия, содержащееся в исходной руде, взаимодействует с ионами алюминия с образованием комплексной соли KAL(SO .j(O) Ь- После выщелачивания раствор MhS04 отделяют от твердой фазы, содержащей комплексную . соль калия-алюминия и нерастворившуюся руду. Часть твердой фазы рециркули- руют на стадию смешения руды с электролитом, а раствор MnS0,4. подвергают дальнейшей очистке от примесей тяжелых металлов перед подачей электролизер. Содержание калия в полученном растворе MnSO4 4-98 мг/л. 2 табл. S (7) :& Ч ч 00

Параметры способа

Показатели для опыта

iZIZZZiZQZini

Температура,с

рн

90

50

50

90

90

90

50

2,5 2,5 4,5 4,5 . 6,3 6,3 6,3

Соль калия-алюминия

Нет

Концентрация ионов калия, мг/л, при продолжительности, ч

Температура, С

Соль побочного продукта, г/л

Концентрация алюминия, г/л

50

90

90

90

50

Да,

Да

Да

Нет

Да

90

90

90

90

20

30

13

13

9,2 9,2 9,2 4,6 2,3