Способ извлечения марганца из марганцевых руд Советский патент 1978 года по МПК C22B47/00 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦА ИЗ МАРГАНЦЕВЫХ РУД ного выщелачивающего раствора, содержащего растворенную и диспергированную двуокись азота, служит л :идкостный контактный конденсатор, снабженный диском и тороидальной контактной камерой, через которую нропускают раствор нитрата марганца и в которую направляют двуокись азота и водяные пары, полученные в результате разложения обработанного раствора нитрата марганца. Раствор нитрата марганца, получающийся в рез льтате динамического контактного выщелачивания тонко измельченной руды водным нитратным раствором, содержащим двуокись азота, имеет концентрацию Мп(МОз)2 лорядка 30% по весу, поддерживающуюся н)тем добавления воды и удалением раствора из бака. Нитратный раствор, полученный путем выщелачивания, удаляют из бака через внутренний отстойник, расположенный в верхней части бака, .посредством переливания через край получающегося при загрузке руды и водного раствора нитрата, содержащего дисперсную двуокись азота. Около 757 л в минуту переливного раствора поступает в теплообменник, а оттуда через камеру конденсатора- на контактирование и конденсирование горячей двуокиси азота и паров воды, полученных конденсатором в результате разложения обработанного раствора нитрата марганца. Остальную часть переливного потока нитрата направляют в бак для обработки с целью удаления примеся и доследующего разложения. Свежую азотную кислоту, нужную для реакции и придающую растворимость нримесям окислов металлов, содержащимся в руде, а также для поддержания зсловий равновесия реакции, добавляют в количествах, необходимых для этих целей, в переливной поток, проходящий в конденсатор. Конденсатор снабжен вентиляционной трубой, соединенной с системой промывки и выброса, которая спроектирована для поддержания в верхней камере системы выщелачивания отрицательного давления и откачивания воздуха, проникающего в верхнюю камеру бака для выщелачивания в результате утечек через уплотнения и сальники, расположенные в верхней крышке. Постоянную скорость ввода двуокиси азота и паров воды, образовавшихся в результате разложения раствора двуокиси марганца, полученного путем уже совершившегося контактного, выщелачивания руды, устанавливают на величине, рассчитанной на производство около 2268 кг продукта двуокиси марганца в день. Концентрацию раствора нитрата марганца поддерживают порядка 30% но весу нитрата марганца в баке для выщелачивания. Указанные выше параметры поддерживают постоянными, а температуру, рН и количество руды, содержащей МпОз, в избытке по отношению к азотистой кислоте в шламе варьируют с целью определить соответствующие практические рабочие параметры для контактного выщелачивания руды. Нарушение системы выщелачивания проявляется в потерях двуокиси азота через вывод системы промывки. Парциальное давление окиси азота и паров воды в пространстве над шламом в баке для выщелачивания регулирзют по результатам анализов образцов газа, отводящегося из бака. При работе выщелачивающей системы выдерживают следующие интервалы параметров процесса: Руда, равномерноОт 35 до 50 измельченная, с раз-(можно примеромчастицменять боль0,014 мм в количест-шие количеве, обеспечивающемства, но это избыток МпОз отно-не дает пресительно азотистойимуществ и кислоты, содержа-соответственщейся в растворе, г/1 но экономически не выгодно) рНОт 0,8 до 1,2 Температура, °СОт 40 до 50 Параметры процесса исследуются путем поддержания постоянными двух параметров в указанных выше пределах, изменяя при этом один единственный параметр. Потери условий равновесия проявляются в выделении двуокиси азота через выход скруббера при следующих условиях: Руда (размер частиц 0,074 мм) в избытке от азотистой кислоты, г/1Менее 10 рН3,0 и выше Температура, °С80 и выше Парциальное давление окиси азота и паров воды составляет от 50 до 150 ммрт. ст., в то время как остальные указанные выше параметры выдерживаются в указанных пределах. Точные величины парциального давления, угрожающего аварией системы, не получены, но по результатам наблюдений эта величина должна превышать 300 мм рт. ст. Пример 2. Бак, снабженный паронагревательной оболочкой емкостью 3785 л и оборудованный мешалкой, наполняют сырым нитратом марганца, полученным из выщелачивающей системы, описанной в примере 1. Шлам медленно нагревают до 90° С, а рН регулируют до величины 4,8-5,0, медленно добавляя окись марганца, полученную из восстановленной руды, содержащей двуокись марганца. Шлам непрерывно перемешивают мешалкой в процессе нагревания и регулирования рН, а затем в теченне одного часа фильтруют на грунтовом барабанном фильтре. Осадки промывают. Указанную выше обработку осуществляют периодически, но та же самая обработка может быть выполнена непрерывно, если установить ряд баков последовательно в поток. Обработанный раствор нитрата марганца затем сконцентрируют до 55% по весу содержания нитрата марганца перед тем, как подвергать его разложению, поскольку такая концентрация является предпочтительной для практического и экономически выгодного разложения указанного раствора. Средние результаты химического анализа отфильтрованного раствора нитрата марганца за указанный период работы составили:Мп, г/1 Fe, частей на тысячу Си, то же Пример 3. Данные, приведенные в этом примере, .получены при непрерывной работе системы разложения нитрата марганца в течение шестинедельного периода за шесть месяцев работы экспериментальной установки. При пуске установки концентрированный раствор нитрата марганца (описан в примере2) вводят в бак диаметром 198 см и высотой 244 см, снабженный паровой рубашкой высокого давления. Рубашка имеет поверхность теплообмена площадью 917 м. Верхняя часть бака - замкнутый объем, за исключением отверстий под вал мешалки для ввода исходного раствора, вытяжки газов и удаления продукта двуокиси марганца. В баке установлена двойная турбинная мешалка. Двуокись марганца в виде твердого продукта добавляют в раствор, чтобы получить шлам в количестве 6435 л с содержанием в нем твердой двуокиси марганца около 5% НО весу. После этого этап разложения осуш,ествляют непрерывно, загружая раствор нитрата марганца в дозах, обеспечивающих 6435+757 л шлама, в котором содерл ание твердой двуокиси марганца составляет от пяти до двадцати процентов по весу от общего количества шлама в процессе разложения. Непрерывность процесса при таком способе задана так, чтобы получить от 1587 до 2495 кг в день продукта двуокиси марганца путем управляемой подачи тепла. Температуру разложения изменяют от 140° С до 146° С. Продукт двуокиси марганца непрерывно удаляют из нижней части бака и по-существу маточный раствор целиком возвращают в бак для разложения, не разбавляя. Весовое соотношение..ионов ка.лия и марганца в исходном растворе нитрата марганца составляет 1:28, а в маточном растворе его поддерживают равным 1:2 и до 1:3, выпуская количество маточного раствора, потребное для поддержания такого соотношения.- Периодически на поверхности шлама появляется ненужная пена, и тогда для регулировки пенообразования добавляют нротивопенное вещество типа силикона. Образовавшиеся в верхней части бака газ двуокиси азота и пары воды направляют в жидкостный контактный конденсатор, снабженный диском и тороидальной контактной камерой, где они сразу конденсируются путем растворения и диспергирования газа и водяных паров в растворе нитрата марганца, подведенном к конденсатору из отстойника выщелачивающей системы, описанной в примере 1. Продукт- двуокись марганца, удаленный из бака разложения, высушивают при 110- 150°С. Сухой продукт -состоит из четко очерченных высокочистых кристаллов двуокиси марганца с пиролюзитной структурой. Чтобы проиллюстрировать чистоту продукта двуокиси марганца, ниже даются в сравнении анализы продукта и исходной руды. Средние данные анализов продукта, вес. %: земельные металлы виде сульфатов N0-3 Не обнаружен0,004 Данные анализа исходной руды на сухой основе, вес. %:

Ф. op мула изобретения

Сйособ извлечения марганца из марганцевых руд, включающий обрабо -ку водным раствором с прайускавием двуокиси азота и последующий нагрев полученного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эфф.ективности процесса, обработку ведут при поддержании количества руды, обеспечивающего избыток стехиометрического количества двуокиси

маргавца по отношению к азотистой кислоте, образующейся в выщелачивающем растворе, при температуре 40-80°-С и рН 0,5-4,0 и поддержании парциального давления смеси выделяющихся окиси азота и паров воды меньше атмосферного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2779659, кл. 23-145, 1957.