СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ПОЛУЧЕНИЯ МАРГАНЦА, ХЛОРА (ИЛИ КИСЛОРОДА), ФОСФАТА МАРГАНЦА И ВОДОРОДА Советский патент 1964 года по МПК C25B1/00 C25C1/10 

На металлургических заводах по производству ферромарганца и силикомарганца с электрометаллургическойдефосфорацией

концентратов в электропечах наряду с бесфосфористым шлаком образуется высокофосфористый марганцевый сплав, содержащий 60-65% марганца, 25-30% железа и 3-4% фосфора.

Известен способ комплексного получения марганца электролитическим путем из окисных руд, которые выщелачивают кислотой, железо из полученного раствора удаляют в виде гидроокиси, а примеси других тяжелых металлов - в виде сульфидов, очищенный электролит подвергают электролизу.

Предлагаемый способ комплексного получения марганца, хлора или кислорода, фосфата марганца и водорода отличается от известного тем, что в качсстпе марганценого сырья применяют высокофосфористыи железомарганцевый сплав, раствор которого п кислотах очищают от прнмссей железа цементацией порошком фсч)рс)мпрг;1нца, и количестве 1,9:1 к пссу желсзл, itpii температуре не ниже . по.|1учеиия (|ioc(j)aта марганца выдоллющуюся нрн вьпцелпчнванин сплава слтось фосф()|л1стого подорода с водородом обрабатывают двуокисью -арганца в щелочной среде. Получают хлористый марганец, идущий на электролиз вместе

с основным раствором, полу. очистки от примесей тяжелых металлов известными способами.

Способ позволяет расширить сырьевую базу получения марганца, а также использовать хлористый водород, являющийся отходом многих хлороргапических производств.

По предлагаемому способу высокофосфористый железомарганцевый сплав обрабатывают серной и соляной кислотами (точнее кислым отработан 1ым после электролиза электролитом) по следующей схеме: MnFeP -f- HCl - MnCla + FeClg + РН-л -f Ha

Слтесь полученных газов пропускают через колонну, заполненную раствором окислителя, в качестве которого используют двуокись марганца, или другой марга1щевый окислитель, получаемый в процессе дальнейшей переработки сплава. При этом протекает следующая реакция:

2РН, + 8MnO2-f 10НС1- -Д П:,(РО4)2 + + 5.пС12 + 81Ь,О.

Фосфористый водород, окисленны1 | до фосфата ма)|-анцл, выводится в виде твердого продукта, а нолучаюнщйся MnClo возвращают в цикл электролиза (в анолнт) для получения Д уокнсн Maiiraiina. соли марганца и железа, после нейтрализации избыточно кислоты обрабатывают п аппарате с неремешиванием порошком железомарганцевого сплава в соотношении 2,3 : 1 к весу железа в растворе. Марганец сплава переходит в раствор, при этом железо выпадает в осадок: MnCIz + Fe. 1 , + FeCl2 Выпавший осадок железа выделяют отстаиванием. Затем с целью очистки от вредных для электролиза примесей (Ni, Со, Ре) раствор обрабатывают известными приемами, на- 15 пример, сульфидом марганца или сульфидом аммония. Вредные примеси в виде сульфидов выпадают в осадок, после чего раствор фильтруют и подают на электролиз. Э.пектролиз проводят в электролизере, со- 20 стоящем из трех камер: катодной, анодной и междиафрагменного пространства. Питающий католит, содержащий соли марганца и аммония, подают в катодное пространство и фильтруют через диафрагму в междиафрагменное 25 пространство, далее католит выводят из электролизера подкисленным за счет электропереноса кислоты из анодного пространства. При работе по солянокислотной схеме на графитовых анодах выделяется хлор, на ка- 30 тоде из нержавеющей стали или титана - металлнческий марганец. Анодная диафрагма с большим диффузионным сопротивлением препятствует диффузии хлористого марганца в анодное пространство. ОбеДнепный марган- 35 цем католит донасыщают в специальной колонне хлористым водородом и направляют далее на растворение отходящего многофосфористого сплава. В электролизере в этом случае получают в 40 качестве товарных продуктов концентрированный хлор и безуглеродистый металлическин марганец. Матрицы с марганцевым почрытием периодически извлекают из откры011 катодной камеры, слой марганца сдира- 45 Бместо вынутой матрицы в катодную онку помещают чистую матрицу. Вытекшую из а1 од1гого пространства обедненную кислоту донасыщают хлористым водородом в специальной колонне и снова по- 50 дают п анодное пространство электролизера. В отдельных электролизерах в анодное пространство подают раствор хлористого марlaprria, нри этом марганец окисляется до двуокиси марганца, которую используют для они- 55 слепни фосфористого водорода. Прн работе по ссрпокнслотмо схеме п качестпр католнта нснольпуют рлстпор сульфатоп Mapratirta и аммония. Прн этом на спин1ЮВЫХ агюдах выделяется кислород, на като- 60 ле - марганец. Такнм обралом. п качестве товарных продуктов по сернокнслотиой схеме получают бсзуглероднстый марганец н кон510 Пример. 1 с1створяя отходянщи пысокофосфористын железомаргапцевын сплав в отработанном католите, содержащем 60 г/л MnClg, 100 г/л NH4C1 и 20 г/л НС1, готовят раствор кахолита с содержанием 95 г/л MnCU, 100 г/л NH4C1. Перешедшее в раствор двухвалентное железо высаживают в виде металла путем обработки раствора порошком железомарганцевого сплава. При этом все двухвалентное железо переходит в осадок (при 90°С за 2 час). Образовавшийся при растворении сплава водород с примесью фосфористого водорода пропускают через колонну со стеклянной насадкой, заполненную водной суспензией порошка МпОа, полученного электролитически. При этом происходит окисление фосфористого водорода по реакции: 2РНз + ЗМпОгЧ-10НС1- Мп{РО4), -f + 5 MnCle + 8HjO. В результате этой реакции водород полностью очищается от фосфина. Полученный после очистки от железа раствор очищают от вредных примесей сульфидом марганца, а затем подают на электролиз. При электролизе католит, содержащий , 95 г/л МпСЬ, 100 г/л , 1 г/л НС1, подают в катодное пространство и фильтруют через катодную фильтрующую диафрагму в междиафрагменное пространство. Через анодную камеру, имеющую диафрагму с большим диффузионным сопротивлением, пропускают 200 г/л соляной кислоты, При напряжении на ванне 5,5 в, катодной плотности тока 1000 а/м и температуре 25°С на катоде получают металлический марганец серебристо-серого цвета с выходом по току 70%, на графитовом аноде в закрытом анодном пространстве выделяется газ, содержаЩий до 99,6% хлора. В отдельных опытах в анодное прострапство электролизера вместо соляной кислоты подавали раствор хлористого марганца, содержащий 150 г/л MnCla, и при анодной плотности тока 1000-1500 а/м получали двуокись марганца которую использовали для окисления фосфористого водорода. Предмет изобретения I. Способ комплексного получения марганца, хлора (или кислорода), фосфата марганца и подорода, отличающийся тем, что п качестве исходного сы|)ьи применяют высокофосфористый жслсзомаргаицсвый сплаг, которын растворяют п кнслотах, полученный нри этом раствор очищают от примесей железа

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения фосфата марганца, выделенную при растворении сплава смесь фосфоОПЕЧАТКИ К № 165682 Следует читать

Кл. 121, 31

12h, 1 40а, 46io

РИСТОГР водорода с водородом ОКИСЛЯ.

окисью марганца, образующийся при хлористый марганец подвергают элект