用钛白副产物硫酸亚铁生产硫酸锰的实验研究

酸亚铁 是钛 白粉 厂 的副 产 物 ， 价格 低 廉 ， 供应充足， 因此湿 法工 艺 中又 以硫 酸亚铁法 倍受 关注 。 为 了将硫 酸亚 铁 湿 法还 原 工 艺运 用 到 生 产上 ，
使 锰盐 深加工 项 目朝 着节 能环保 方 向发 展 。本 文对
在强 酸性 、 还 原剂 （ 硫 酸 亚铁 ） 过量 的条件 下 湿 法还 原浸 出 ， 其优 点是 浸 出率 高 ， 但存 在着 以下几 个
手机 ： １ ３ ５ ９ ７ ２ ８ ５ １ ９ ３ ， Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｌ ｃ ｌ ＠ｃ ｉ ｔ ｉ ｃ ｄ ａ ｍ ｅ ｎ ｇ ． ｃ ｏ ｍ ．
第 ２期
罗 昌璃 ， 等： 用钛 白副产物硫酸亚铁 生产硫酸锰 的实验研究
胶体 ， 过滤 困难 。 硫酸 亚铁 为钛 白粉 生产 过程 中沉 淀析 出 的副产 物一 绿矾 渣 ， 其 本身 带有 少量 硫 酸 ， 把硫 酸亚 铁溶 解
可达到 ８ ０ ％ 以上 。
关键词 ： 软锰矿 ； 硫 酸亚铁 ； 湿 法还 原 ； 硫 酸锰
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ１ １ ５ ； Ｔ Ｆ １ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２— ４ ３ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ２ ６— ０ ３
‘
（ 中信大锰矿业有限责任公 司， 广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ２ ８ ）
摘 要： 以钛 白副产 物硫 酸亚铁作 还 原剂 ， 对 直接还 原 浸 出软锰 矿 生产硫 酸 锰 的工 艺进行 了实验研
究， 实验 结 果表 明 ， 用该 工 艺能顺利 产 出一 水硫 酸锰 含 量 达 ９ ９ ． ０ ％ 以上 的硫 酸锰 ， Ｍｎ金 属 回 收 率
以软 锰矿 （ Ｍ ｎ Ｏ 百度文库） 为原 料生 产硫 酸 锰 ， 主要 有 ２
３ ）在有过量酸存在的硫酸亚铁溶液 中：
Ｍｎ Ｏ２＋２ Ｆｅ Ｓ Ｏ４＋２Ｈ２ ＳＯ４＝
种工艺 ： １ ）用碳 （ 如无烟煤等 ） 作还原剂 ， 在８ ５ ０ ℃
以上 的高 温下还 原 ， 将 Ｍｎ Ｏ ： 还原成 Ｍ ｎ Ｏ， 再经 过硫 酸浸 出 、 除杂 、 结晶、 脱 水烘 干等工序 得 到硫酸锰 ， 也
Ｍ ｎ Ｏ ２ ＋ ２ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４ ＋ Ｈ ２ Ｓ ０ ４ ＝ Ｍ ｎ Ｓ Ｏ ４ ＋ ２ Ｆ ｅ （ Ｏ Ｈ） Ｓ Ｏ ￣
（ ２ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １ — ２ ２
离子浓度非常高。在 中和时， 需要加入较多的硫酸 钠或 硫酸钾 ， 使Ｆ ｅ ¨ 离子大 部分 以黄钠 铁矾 或 黄
问题 。
用 Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ・ ７ Ｈ ： Ｏ作 还 原 剂生 产 硫 酸 锰 的工 艺 进 行
了试 验研 究 。
１ ）过量 的硫酸亚铁必须要采用氧化剂来氧化 ， 若
继续采用软锰 矿为氧 化剂氧化 ， 则 总二氧化锰 浸 出率
必然会降低； 若采用双氧水、 高锰 酸钠等氧化剂来氧
化， 不仅还原剂硫酸亚铁过量 ， 还 要消耗新 的氧化剂来
第３ ｌ卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ５月
中 国 锰 业
ＣＨＩ ＮＡ Ｓ ＭＡＮＧＡＮＥＳ Ｅ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
Ｖｏ １ ． ３ １ Ｎｏ ． ２ Ｍａ ｙ ２ ０ １ ３
用 钛 白副产 物 硫酸 亚 铁 生 产硫 酸 锰 的实 验 研究
罗昌璃 ， 甘 昌远 ， 龙海平
硫酸 亚铁 湿 法还 原 软锰 矿 ， 可 能 产生 以下 ３种
反应 ：
１ ）在 中性硫 酸 亚铁溶液 中 ：
Ｍｎ Ｏ２＋ ２ Ｆｅ ＳＯ４＋２Ｈ２ ０＝
Ｍ ｎ Ｓ Ｏ ４ ＋Ｆ ｅ （ Ｏ Ｈ） Ｓ Ｏ ４ ＋Ｆ ｅ （ Ｏ Ｈ） ３
２ ）在 微酸性 硫 酸亚铁溶 液 中 ：
钾铁 矾法 沉淀 ， 浸 出浆料 才容 易过滤 ， 这就 需要 消耗 比较多 的硫酸钠 或硫 酸 钾 ， 否 则形 成 大 量氢 氧 化铁
作者简介 ： 罗 昌璃 （ １ ９ ７ ７一） ， 男， 广西博 白人 ， 工程师 ， 研究方 向： 硫酸锰 、 金属锰 、 电解二 氧化锰生产 浸 出除杂工 艺技术 ，
１ 实验部分
１ ． １ 实验原 理
氧化过量的硫酸亚铁 ， 不利于降低生产成本 。 ２ ）用强酸 或过量 的酸浸 出 ， 浸 出终点 的余 酸 本 身 就高 ， 并 且使 Ｆ ｅ ¨水解沉淀时又产生酸 ， 需 要 消 耗较 多 的碳 酸锰 或石灰 乳等 中和剂 。
３ ）在强酸 性或过 量酸性 条件 下浸 出 ， 硫 酸亚 铁 迅 速被氧 化成 硫 酸铁 Ｆ ｅ （ Ｓ Ｏ ） ， 浸 出液 中 的 Ｆ ｅ ¨ （ １ ）
还原 剂直接 和软 锰矿 配 料 化合 浸 出 ， 避 开 了高 温 焙
烧 的环节 ， 是 目前 比较 清洁 、 节 能 的生产工 艺 。而硫
浓度 １ ８ ０－ ２ １ ０ ｇ ／ Ｌ 、 硫 酸亚铁用 量为理论 量 的 １ ～１ ． ２
倍、 液 固比为 ３ ： １～８ ： １ 、 反应时 间 ２ ～３ ． ５ ｈ ， 得到 的 二氧化锰浸 出率可达 ９ ５ ％以上。
叫火 法还原 一浸 出法 ； ２ ）用 特定还 原剂 ， 如硫 铁 矿 、
Ｍ ｎ Ｓ Ｏ ４ ＋ ２ Ｈ ２ Ｏ＋Ｆ ｅ ２ （ Ｓ Ｏ ４ ） ３
（ ３ ）
国内研究者主要是在过量酸存在的条件下 即依据 反应方程式 （ ３ ） ， 对硫酸亚铁湿法还原浸 出软锰矿进行
ｓ ０ 、 硫酸亚铁 （ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ・ ７ Ｈ Ｏ ） 等， 直接和软锰矿配
料加 浓硫酸 （ 或不加酸） 还原浸出 ， 也 叫两 矿 法 （ 两
矿加 酸一 步法 ） 或 湿 法 还 原 … 。湿 法 还 原一 浸 出 ，
了探索试验 ， 其中包括硫酸浓度、 硫酸亚铁用量、 反
应温度 、 液 固比、 反应 时间等 因素对锰 浸 出率 的影 响 ，
得 出大致的反应条件为 ： 反应温度 ７ ０～ ９ ５ ℃、 初始硫酸