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软锰矿是生产硫酸锰的重要原料,世界上约60%的硫酸锰由软锰矿加工制得。以软锰矿为原料制备锰盐,工艺过程关键是将Mn(Ⅳ)转化为Mn(Ⅱ),因此国内外对软锰矿浸出研究,不论是软锰矿预还原浸出法还是软锰矿直接浸出法,都更注重反应过程中还原剂的选择。
根据:(1)还原剂应源广价廉,最好是可再生资源产品,即有机物;(2)该还原剂易加工,且加工过程无污染,使用过程无污染;(3)便于在工艺过程中应用且能确保资源的高回收、产品的高品质的原则,以低品位软锰矿为原料,通过一系列筛选试验,确定了两种还原剂,分别用HYJ-01和HYJ-02表示。试验表明二者与软锰矿在硫酸溶液中,可以直接反应,且能达到理想的还原效果。
实验室研究确定了使用两种还原剂的工艺参数。使用液态还原剂HYJ-01时,试验的最佳工艺条件为还原剂配入量为8.0%,硫酸浓度为30%,硫酸用量为120%,反应时间30min;使用固态还原剂HYJ-02时,还原剂HYJ-02的适宜用量为软锰矿试样用量的10%;还原剂HYJ-02粒度为-120目左右为宜;硫酸较合适的为浓度30%,适宜用量也为理论用量的120%。反应均可以在常温下发生。
使用液态还原剂HYJ-01,进行了动力学研究。得出浸出过程的经验动力学方程为:,浸出过程为外扩散控制。
在湖南省永达锰业有限公司进行了扩大试验,试验结果表明,在充分利用硫酸稀释热情况下,工艺运行稳定。制备出MnSO4·H2O产品质量可达到国家标准。经济分析表明,该工艺具有良好的经济效益。该无污染工艺是一种可行的代替传统工艺新工艺。