【摘 要】
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随着电解锰产业快速发展和高品位锰矿的日益消耗,低品位富铁锰矿逐步被利用,浸出液中铁的去除已成为富铁锰矿利用中亟待解决的难题之一。目前国内多采用中和水解法进行除铁,但这导致了除铁渣含水率高、过滤特性差、锰夹带损严重等问题,同时也造成了资源的浪费。因此,对富铁锰矿浸出液中铁的强化去除研究具有重要的现实意义。本文以某企业富铁锰矿浸出液为研究对象,研究了温度、p H、氧化速度、晶种诱导等条件对模拟浸出液中
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随着电解锰产业快速发展和高品位锰矿的日益消耗,低品位富铁锰矿逐步被利用,浸出液中铁的去除已成为富铁锰矿利用中亟待解决的难题之一。目前国内多采用中和水解法进行除铁,但这导致了除铁渣含水率高、过滤特性差、锰夹带损严重等问题,同时也造成了资源的浪费。因此,对富铁锰矿浸出液中铁的强化去除研究具有重要的现实意义。本文以某企业富铁锰矿浸出液为研究对象,研究了温度、p H、氧化速度、晶种诱导等条件对模拟浸出液中铁的强化去除影响规律;在此基础上采用实际浸出液进行企业工况优化;最后利用Visual MINTEQ软件进行模拟计算,探明了浸出液多相平衡体系中组分转化规律,阐明了浸出液中铁的强化去除机制。本文主要结论如下:（1）开展了模拟富铁锰矿浸出液中铁的强化去除研究。结果表明,温度为90℃、溶液p H调控为4、双氧水泵入速度为2.7m L/h、同时采用NH3·H2O为中和剂的条件下反应1h,陈化1h后的浸出液除铁率为91.77%,锰损失率为0.23%,除铁渣物相为赤铁矿及针铁矿。富铁锰渣在90℃时有Fe2O3·H2O生成,可作为晶种促进晶体生长,且添加量为1g/L时,除铁率为99.97%。与企业条件相比,锰损失率由16%降低为1.5%,含水率由60.23%降低至44.34%,减少了64.45%除铁渣的产生;过滤速度由0.1089m L/（s.cm~2）增大至0.1848 m L/（s.cm~2）,过滤特性得以改善。主要原因为铁的强化去除过程中Fe3+会转化为针铁矿、赤铁矿,避免吸附夹带能力强的Fe（OH）3胶体生成。（2）开展了实际富铁锰矿浸出液中铁的强化去除研究。结果表明,温度为90℃、p H为4、双氧水泵入速度为2.7m L/h、NH3·H2O为中和剂的条件下反应1h,陈化1h后除铁率为99.97%,除铁渣物相为Fe2O3、Fe OOH等。与企业条件相比,锰损失率由6.15%降低至4.25%,过滤速度由0.0030 m L/（s.cm~2）增大至0.0230 m L/（s.cm~2）。在实际锰浸出液中铁的强化去除中,可保持p H、双氧水泵入速度及中和剂等条件不变,将温度降低至60℃以减少溶液升温能耗,反应2h后除铁率为99.91%,锰损失率由6.15%降低至4.69%,减少了44.32%除铁渣的产生,过滤速度由0.0030 m L/（s.cm~2）增大至0.0220 m L/（s.cm~2）。浸出液中的铁以Fe2O3、Fe OOH形式被分离于除铁渣中,避免了过滤特性差的Fe（OH）3胶体生成,减少Mn的夹带损失,改善了除铁后溶液的过滤特性。（3）开展了浸出液组分体系相平衡研究。结果表明,浸出液中铁的强化去除过程中,溶液温度为60℃时,p H应控制在5以下,能够有效减少铵矾类复盐的产生,同时减少Fe（OH）3胶体的生成,从而降低了Mn的夹带损失。升高温度有助于浸出液中含铁固相如Fe2O3、Fe OOH沉淀于溶液中,同时溶液中的锰也会倾向于固相生成。工业生产时可以保持温度为60℃、p H为4,选择H2O2和空气协同进行氧化还原电位的提供。
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