Способ переработки марганцевых руд

союа советснихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИК госудю ственнцй номитет сссРпО делАм изОБРетений и ОтнРытий(54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЦЕВЫХ РУД, включающий выщелачиваниемарганца из руды раствором, содержащим ионы двухвалентного железа, полу и электрохимии АН Грузинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 377378, кл, С 22 В 47/ОО, 1973.2. Патент Франции 9 1142605 ЯО 1104179С гг в 47/00 // с 01 с 45 ченные восстановлением железа- Ц 1 вкатодном пространстве диафрагменногбэлектролизера, и выделение двуокисимарганца из полученного после выщеелачивания электролита на аноде, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це"лью увеличения выхода по току и сте"пени чистоты двуокиси марганца и упрощения процесса, вьпцелачивание ру. -ды проводят в катодном пространствеэлектролизера при поддержании кон"центрации ионов жеЛеза в растворекатолита 0,5-0,7 г(л, а электролитперец выделением двуокиси марганцаобрабатывают карбонатной марганцевойрудой1 1104Изобретение относится к обогащению марганцевых руд и может быть использовано для гроизводства высококачественных марганцевых концентратов.Известен способ переработки мар 5ганцевых руд раствором серной кислоты, содержащим ионы двухвалентного железа, которые непрерывно регенерируются за счет пропускания через пульпу электрического тока 1 1.Недостатком этого способа является большой расход анодного тока на вьделение кислорода, который не находит промышленного применения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки марганцевых руд, включающий вьпцелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы,цвухвалентного железа, полученные восстановлением железа-в катодном пространстве диафрагменного электролизера, и выделение двуокиси марганца из полученного после выщелачивания электролита на аноде. Этот способ заключается во введении в раствор электролита окислительновосстановительной смеси ионов железа-и -И суммарной концентрацией 14 - 21 г/л. На катоде ионы железа-30 восстанавливаются до ионов железа- Вытекающий из катодной части электролизера раствор, содержащий идны железа- , направляют на процесс вьпцелачивания марганца из руды, В процессе вьпцелачивания ионы железа-окисляют ся до ионов железа-. После отделения нерастворившейся части руды раствор, содержащий ионы марганца-и железа-, направляют в анодную часть электролизера и на аноде осаж 40 дается электролитическая двуокись марганца. Обедненный по ионам марганца-раствор, содержащий кислоту, через диафрагму переходит из аноднойг 45 в катодную часть электролизера Недостатком известного способа является высокое содержание ионов железа, а также соединений кремния и фосфора в растворе, что оказывает отри цательное влияние на процесс электро- осаждения двуокиси марганца - значительно снижает выход по току и степень чистоты получаемого продукта, Кроме того, процесс вьпцелачивания 55 проводится в отдельном реакторе, что требует дополнительных затрат на оборудование и обслуживание. 179 2Целью изобретения является увеличение выхода по току и степени чистоты двуокиси марганца, а также упрощение процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки марганцевых руд, включающему вьпцелачивание марганца из руды раствором, содержащим ионы двухвалентного железа, полученные восстановлением железа- е в катодном пространстве диафрагменного электролизера, и выделение двуокиси марганца из полученного после выщелачивания электролита на аноде, выщелачивание руды проводят в катодном пространстве электролизера при поддержании концентрации ионов железа в растворе католита 0,5-0,7 г/л, а электролит перед выделением двуокиси марганца обрабатывают карбонатной марганцевой рудой.В катодной части электролизера при непрерывном перемешивании пульпы происходит вьпцелачивание марганца из руды. При этом одновременно протекают реакции окисленияионов железа- до ионов железа Ц двуокисью марганца; руды и катодного восстановления ионов железа-до ионов железа-Вытекающий из катодной части раствор, содержащий ионы марганца-и железа- , направляют на процесс очистки от ионов железа-. Очистку проводят гидролитическим способом, заключающимся в нейтрализации раствора марганцевой карбонатной рудай с выпадением твердой фазы - гидроксидов железа- , При этом в растворе снижается концентрация кремния и фосфора из-за образования их нерастворимых соединений. После отделения твердой фазы очищенный раствор солей марганца направляют в анодную часть электролизера, На аноде осаждается электролитическая двуокись марганца повышенной чистоты с выходом по току 94- 957. Анолит, обедненный ионами марганца-и содержащий свободную кислоту, через диафрагму протекает в катодную часть эпектролизера, где происходит вьпцелачивание марганца из руды.Ионы железа, особенно ионы железа-, оказывают отрицательное влияние на процесс электроосаждения двуокиси марганца - снижают выход по току и загрязняют анодный продукт. При концентрации ионов железа-в растворе, равной 2 г/л, выход электролитической двуокиси марганца по току равен нулю, а при наличии ионов железа- а в растворе с концентрацией 14-21 г/л выход электролитичес 5 кой двуокиси марганца по току составляет 30-407. При этом содержание железа- Й( в анодном осадке достигает 5-107.Известный способ предусматривает наличие ионов железа- М в анолите с концентрацией 14-21 г/л. При этом анолит содержит также ионы железа- й (0,1-0,3 г/л), что обусловлено диффузией этих ионов через диафрагму из катодной части электролизера в анодную, Наличие в анолите ионов железа, а также соединений кремний и фосфора, приводит к резкому снижению выхода по току и степени чистоты электролитической двуокиси марганца. По данным, полученным при опробировании процесса гидроэлектрометаллургической переработки марганцевых руд известным способом, выход по току электролитической двуокиси марганца составляет 15- 353, а содержание железа в ней дости-. гает 5-10 Е.Проведение процесса очистки растворов от ионов железа- Р (при этом в растворе снижается содержание и других примесей) становится возможным благодаря снижению концентрации этих ионов в католите до 0,5-0,7 г/л (вместо 14-21 г/л в известном способе). С другой стороны, возможность проведения процесса выщелачивания при столь низких концентрациях ионов железа в растворе достигается путем проведения выщелачивания в катодной час 40 ти электролизера, в которой происходит непрерывная регенерация ионов железа- и катодным восстановлением ионов железа- пПроведение процесса вьшелачивания45 и электроосаждения электролитической двуокиси марганца в одном аппаратеэлектролизере способствует снижению расходов на оборудование и обслуживание.Область концентрации ионов железа в католите, равная 0,5-0,7 г/л, выбрана оптимальной, так как дальнейшее повышение концентрации связано с осложнением процесса очистки растворов от железа, а ниже 0,5 г/л - на катоде 55 реакция восстановления ионов железа-и частично заменяется реакцией восстановления ионов водорода. П р и м е р. Проводилась электро- химическая переработка марганцевого окисного флотоконцентрата, включающая следующие технологические стадии; электролиз с получением электролитической двуокиси марганца на аноде с одновременным выщелачиванием марганца из руды в катодной части электролизера и очистку раствора, вытекающего из катодной части электролизера от железа и других примесей.Состав исходного сырья: Чиатурский марганцевый окисный флотоконцентрат 7.: суммарный марганец 3 1,94, МоО84 СаО 5 01 5 0 21 72 РО 044 Се О. 1,66; А О 1,83;отработанный травильный раствор, получаемый на металлургическом заводе, г/л: Мо 504 1,55 РеБО 244,0;. Н 501. 64,0, марганцевая карбонатная руда, 7.: суммарный марганец 26,8; Сао 8,9; з 02 20,6 Ф Рх 05 0,58; Сегоз 2,66; А 3 О 2,51.Процессы электролиза и вьпцелачива ния проводились в электролизере, анодная и катодная части которого разде" лены диафрагмой из перхлорвиниловой ткани, предварительно уплотненной ки пячением в водном растворе сульфата натрия в течение 2 ч. Катод - нержавеющая сталь, анод - сплав свинца с серебром. Анодная и катодная плотности тока 1 А/дм соответственно. Температура католита 82 С, анолита 98 С. Объемы анолита и католита составляют 310 и 300 мл соответственно. Скорость вытекания раствора из катодной части 25 мл/ч, а скорость подачи раствора в анодную часть 26 мл/ч. Сила тока 0,9 А.Состав католита, г/л: МпбО 142,1, Се(50)з 2,18 (Се з 0,55); 510Состав анолита, г/л: Мп 50 125,1; Се (50+) 0,0034 (Се з -0,001)В катодную часть электролизера через каждый час подавали марганцевый окисный флотоконцентрат и отрабо- танный травильный раствор в количест-. ве 3 г и 0,1 мл соответственно. Полу ченная пульпа непрерывно перемешивалась.Раствор, вытекающий из кйтодной части электролизера, очищался от железа-и и рудных примесей. Нейтрализация раствора проводилась марганцевой карбонатной рудой до.рН,5 ттри1104179 Продолжение табпицы Способ Показатели(Ре "-0,001);Ге ф нет,5 Оз 0,5,Ре зо, 5,4 (Ре 0,2) 50 1,6 РО, 0,6 РОЗ 0,1 Выходэлектролитической двуокисимарган. -ца потоку, 7. 29,5 94,3 Составэлектроческойдвуокиси марганца, 7. Мпо 76, 1; Ре 20 6,34;5 02 0,38, Р 205 ОУ 06 МО 2 89,8,Ге О 0,19,50 0,08,Р 20 0,008 Степен извлеч оста ния марганца из руды, 7 95,колиа, г/л 125,3 Мл 50 125, 1; 95,5 603 Подписное ул.Проектная, 4 50-55 С, На каждые 100 мл очищаемого раствора добавлялось 5 г руды.После фильтрации от твердой фазыраствор имеет следующий состав,г/л; М 50,1 143, 2, Ге 2(50 )З О, 0034(Ге + 0,001) , 50 з 0,5 РО 0,1Этот раствор вводят в анодную частьэнектролизсра.Результаты электролиза с продолжительностью 10 ч приведены в табли 10це. Здесь же для сравнения приводятся результаты проведенного опробирования процесса гидроэлектрометаллургической переработки марганцевогоокисного флотоконцентрата по известному способу,Использование предлагаемого способа электрохимической переработки марганцевых руд обеспечивает по сравнению с существующими способами увеличение выхода электролитическойдвуокиси марганца по току на 64657; повышение степени чистоты электролитической двуокиси марганца: содержание основного вещества МоО уве 25гличивается на 13-147, а содержаниеГе О, 5 О, и Р 2 0 снижаются соответственно на 95-96, 79-80 и 87-887.(содержания е,О, 5 02 и Р 20 вэлектролитической двуокиси марганца,полученной по известному способу,приняты равными 1007).Электролитическая двуокись марганца, полученная по предлагаемому способу, может быть использована в химических источниках тока. Изобретениеупрощает апнаратурное оформление процесса, так как процесс выщелачиванияи электроосаждения электролитическойдвуокиси марганца проводят в одном 40аппарате - электролизере. 1 е (50 ) 84,4 Ре, (50)0,0034 ВНИКНИ Заказ 5169/19 Филиал ППП патент", г.Ужг Известный Предлагаемый