Способ выщелачивания марганца из окисленной марганцевой руды

(51) 22 47/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ обжигом руды и нагреванием при выщелачивании руды, снижение содержания железа в марганцевом растворе за счет исключения ввода железа извне и упрощение процесса. Для достижения названного результата окисленную марганцевую руду выщелачивают водным раствором серной кислоты с одновременным восстановлением сернистым газом,выделяющимся при анодной поляризации серного электрода, при перемешивании без нагревания. Выщелачивание марганца из окисленной марганцевой руды с одновременным восстановлением сернистым газом, выделяющимся при анодной поляризации серного электрода при плотности тока 300 А/м 2, в течение 3 ч позволило извлечь марганец на уровне 98,7.(54) СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МАРГАНЦА ИЗ ОКИСЛЕННОЙ МАРГАНЦЕВОЙ РУДЫ(57) Изобретение относится к области гидрометаллургических способов переработки марганцевого сырья и может быть использовано на предприятиях черной металлургии, связанных с получением марганцевой продукции. Задачей изобретения является исключение энергозатрат, связанных с восстановительным 23505 Изобретение относится к области гидрометаллургических способов переработки марганцевого сырья и может быть использовано на предприятиях черной металлургии, связанных с получением марганцевой продукции. Применение электрохимических методов в промышленных процессах имеет неоспоримые преимущества по сравнению с другими методами,т.к. технологии, основанные на электрохимических процессах, позволяют заменять дефицитные виды сырья на более дешевые и доступные, получать продукты высокой степени чистоты и отказаться от использования химических реагентов - окислителей и восстановителей, что в совокупности приводит к значительному экономическому эффекту. Известен способ переработки марганцевого сырья,предусматривающий введение в приготовленную суспензию серной кислоты и металлического восстановителя,содержащего марганец и железо, повышение рН жидкой фазы до 4,0-4,5,очистку сульфатного раствора фильтрованием и выделение из очищенного раствора концентрата (А.С. СССР 1475954, кл. С 22 В 47/00, 1989). Недостатками этого способа являются загрязнение марганцевого раствора ионами железа,также то, что перед повышением рН проводят дополнительную операцию - - фильтрацию для отделения остатка, а повышение рН осуществляют посредством катодной обработки, которая приводит к определенным энергозатратам и усложнению аппаратурного обеспечения процесса. Наиболее близким является способ выщелачивания порошкообразной марганцевой оксидной руды, подвергнутой восстановительному обжигу, водным раствором серной кислоты при соотношении 6-9 об. ч. серной кислоты на вес. ч. руды в присутствии диоксида марганца и растворимой соли железав количестве 1-3 г (в расчете на железо) на 1 л водного раствора серной кислоты. Выщелачивание осуществляют при температуре 75-85 С (патент Великобритании 1405038, кл. 01 45/10 В 01 /00, 1975). Основным недостатком этого способа является необходимость в предварительном восстановительном обжиге руды, что приводит к значительным энергозатратам. Выщелачивание проводится при нагревании до 75-85 С, что приводит к определенному повышению материальных затрат. К другим недостаткам нужно отнести многостадийность процесса и дополнительное введение в выщелачиваемый раствор растворимого железа в составе выщелачивателя. Что приводит к загрязнению конечного марганцевого раствора железом. Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа и достижение следующего технического результата 1. исключение энергозатрат, связанных с восстановительным обжигом руды и нагреванием при выщелачивании руды 2. снижение содержания железа в марганцевом растворе за счет исключения ввода железа извне 3. упрощение процесса. Для достижения названного результата окисленную марганцевую руду выщелачивают при перемешивании без нагревания водным раствором серной кислоты с одновременным восстановлением сернистым газом, выделяющимся при анодной поляризации серного электрода. Использование серного электрода, изготовленного специальным образом (Закл. о выдаче инновац. патента на изобретение 2009/0021.1 от 08.01.2009. Способ изготовления серного электрода. МПК С 25 В 11/00,С 25 В 11/04), в условиях анодной поляризации придает сере, являющейся диэлектриком и не обладающей электропроводностью,электрохимическую активность. Это позволяет синтезировать серосодержащие соединения, в том числе и сернистый газ, который в данном случае является восстановителем для окисленных минералов марганца. При этом открывается перспектива привлечения существующих огромных скоплений серы,оказывающих вредное воздействие на человека и окружающую среду, для изготовления серных электродов(например,на Тенгизском месторождении расположены скопления более 6 млн. тонн серы). Пример. 40 г измельченной марганцевой окисленной руды и 200 мл 3 н водного раствора серной кислоты помещают в ячейку с придонным серным электродом. Серный электрод подвергают анодной поляризации при плотности тока 300 А/м 2 с перемешиванием при комнатной температуре в течение 3 ч. Извлечение марганца в раствор составило 98,7, а извлечение железа- 1,5. Результаты по влиянию анодной плотности тока на степень извлечения и содержание марганца и железа в растворе представлены в таблице 1. Таблица 1 Влияние анодной плотности тока на степень извлечения и содержание марганца и железа в растворе Плотность А/м 2 50 100 200 300 400 2 23505 При плотности тока 100 А/м 2 не достигается полнота извлечения марганца. Увеличение плотности тока до 400 А/м 2 практически не влияет на полноту выщелачивания марганца, к тому же при этом возрастает удельный расход электроэнергии из-за выделения побочного продукта - водорода. Основные технико-экономические преимущества способа заключаются в следующем- исключение энергоемкой и трудоемкой операции предварительного восстановительного обжига руды исключение нагревания при выщелачивании руды, что приводит к экономии энергозатрат- исключение дополнительного загрязнения марганцевого раствора железом извне- упрощение процесса за счет исключения операции предварительного восстановительного обжига руды- значительный экономический эффект за счет использования в промышленном масштабе серного электрода, изготавливаемого из существующих огромных скоплений серы- снижение вредного воздействия отходов нефтеперерабатывающего производства на человека и окружающую среду. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ выщелачивания марганца из окисленной марганцевой руды, включающий выщелачивание ее водным раствором серной кислоты, отличающийся тем, что выщелачивание проводят с одновременным восстановлением сернистым газом, выделяющимся при анодной поляризации серного электрода при плотности тока 200-300 А/м 2 , при перемешивании без нагревания.