一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法和系統技術方案

本發明專利技術提供了一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法，首先將氫氧化鉀溶液與低品位軟錳礦粉混合，加入引發劑，在調漿裝置中制成料漿；接著將所述料漿供給到高壓容器，反應后出料并過濾；然后將過濾后的濾液冷卻析晶，以獲得錳酸鉀晶體；最后將冷卻析晶并過濾后的母液返回所述調漿裝置用于配制反應料漿，重復執行以上步驟。該方法可以用于處理品位更低的軟錳礦，且反應時間顯著縮短，原料利用充分。本發明專利技術還提供了一種錳酸鉀連續生產系統，用于從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于錳酸鉀的制備
，具體地說，是涉及一種利用氧壓堿浸濕法從軟錳礦生產錳酸鉀的技術，特別地是涉及一種以低品位軟錳礦為原料，通過使其與氫氧化 鉀溶液和氧氣反應連續生產錳酸鉀的方法，同時還涉及一種從低品位軟錳礦連讀生產錳酸 鉀的系統。
技術介紹
錳酸鉀是一種重要的化學品，工業中主要用于制備重要的錳產品如高錳酸鉀等， 由于其具有強氧化性，因此在作為氧化劑、消毒劑、漂白劑等方面也具有廣泛的應用。錳酸 鉀的工業生產主要是以軟錳礦為原料，在氧氣存在的環境中，與氫氧化鉀和氧氣發生氧化 反應實現。從軟錳礦堿法制取錳酸鉀的工藝可分為固相氧化法和液相氧化法兩種。相對于 固相氧化法，液相氧化法具有生產周期短、二氧化錳氧化率高、能耗低、污染小等優點，因此 是目前用于生產錳酸鉀的主要方法。 液相氧化法是在存在氧氣的條件下將二氧化錳氧化成錳酸鉀，該過程的化學反應 式為Mn02+4K0H+02 — 2K2Mn04+2H20 但是在實際生產中，軟錳礦中Mn(^存在氧化不徹底的問題，這樣會使得到的錳酸 鉀產品中含有K3Mn(V導致生產效率低、回收率低、產品質量不好，造成資源浪費。因此，如 何盡可能地降低不完全氧化的問題，防止最后得到的錳酸鉀產品中K3Mn04過高，成為亟待 解決的一個問題。 特別是，對于低品位軟錳礦(如我國儲量較多的Mn02含量低于40wt%的低品位軟 錳礦資源)來說，采用現有的氧壓堿浸濕法技術無法有效地從中生產錳酸鉀，嚴重限制了 該技術的應用。例如，中國專利No. ZL92108224. X和No. 200810056602. 3所公開的濕法錳酸 鉀生產技術，均對軟錳礦的品位要求較高，具體地，中國專利No. ZL 92108224. X雖然能處 理Mn02含量較低的軟錳礦(Mn02豐度65_75wt% )，但是該方法對于Mn02含量低于60wt% 的儲量非常豐富的軟錳礦卻并不適用，中國專利申請No. 200810056602. 3雖然對Mn02含量 要求相對有了一定程度降低，但是適宜處理的錳礦仍然需要具有50wt^以上的Mn(^含量， 無法用于我國儲量主要是Mn02含量低于40wt^的低品位軟錳礦資源。另外，這兩項專利的 生產工藝及所需的設備結構復雜，不便于操作，而且反應時間較長。
技術實現思路
本專利技術的目的是至少解決上述技術問題之一，即，解決軟錳礦中Mn02氧化不徹底 的問題，以及提高Mn02的氧化率，特別是解決現有的氧壓堿浸濕法技術無法有效地從低品 位軟錳礦石中生產錳酸鉀的問題。 有鑒于此，有必要提供一種可從低品位軟錳礦生產錳酸鉀的新型工藝。因此，本發 明的一個目的是提供一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法。4 本專利技術的另一個目的是提供一種結構簡單、成本較低的錳酸鉀連續生產系統，利 用該系統能夠從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀。 根據本專利技術的一方面，提供了一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法，包括 如下步驟 (a)將濃度為45-50wt^的氫氧化鉀溶液與低品位軟錳礦粉按錳堿摩爾比為 1 : 9-13的原料配比在調漿裝置中進行混合，加入引發劑制成料漿； (b)將所述料漿供給到高壓容器，所述高壓容器內的氧氣壓力為0. 7-1. 2MPa，溫 度為180-27(TC，在攪拌條件下反應1-2小時之后出料并過濾； (c)過濾后的濾液經冷卻析晶，以獲得錳酸鉀晶體； (d)將冷卻析晶并過濾后的母液返回所述調漿裝置，用于配制所述料漿，以及 (e)連續執行步驟(b) _ (d)。 本專利技術的方法通過使用純氧作為氧化劑，并將高壓容器中的氧氣壓力控制在 0. 7-1. 2MPa，能夠處理Mn(^含量為30-63wt^或者更低品位的軟錳礦。另外，該方法不僅可 提高二氧化錳的氧化率，而且還可顯著增加氧化速率，從而大大地縮短生產周期短，降低錳 酸鉀的生產成本。再一方面，由于軟錳礦粉被充分氧化，因此在本專利技術的反應過程中幾乎檢 測不到K3Mn04的生成，在錳酸鉀成品中該物質的含量很低。 另外，根據本專利技術的方法，僅需一次性將軟錳礦粉和氫氧化鉀溶液按比例混和，配 制成料漿后供給到高壓容器中，即可發生反應制得錳酸鉀產品，因此工藝簡單，容易操作。 另外，根據本專利技術的方法，整個生產過程可以連續不斷地進行，因此有效地提高了 生產效率，且將初次反應產生的終濾液返回至調漿裝置循環利用，這樣后續反應無需再加 入引發劑便可使氧化速率和析晶速率保持較高水平，因此可以充分利用原料。 根據本專利技術的一個實施例，所述高壓容器可為多室連續臥式高壓釜，該設備結構 簡單，可以使料漿與氧氣具有較大的接觸面積，有利于提高Mn02的氧化率，并可以實現反應 的連續性，以及易于將反應后的料漿排出。 根據本專利技術的一個實施例，在所述低品位軟錳礦粉中，粒度小于320目的顆粒比 例高于70%。這樣，軟錳礦粉、氫氧化鉀和氧氣之間可以具有較高的接觸面積，提高了反應 速率和Mn02氧化率。 根據本專利技術的另一方面，提供了一種錳酸鉀連續生產系統，所述系統用于從低品 位軟錳礦連續生產錳酸鉀，包括 調槳裝置，所述調槳裝置用于通過將氫氧化鉀溶液和低品位軟錳礦在其中進行配 比混合以制成料漿； 高壓容器，所述高壓容器用于容納從調漿裝置所供給的料漿； 氧氣供給源，所述氧氣供給源用于向高壓容器中通入氧氣； 第一過濾器，所述第一過濾器用于過濾從所述高壓容器排出的料漿； 結晶器，所述結晶器用于冷卻析晶來自所述第一過濾器的濾液，從而獲得錳酸鉀晶體；以及 第二過濾器，所述第二過濾器用于過濾在所述結晶器中經冷卻析晶后的母液，并 將過濾后得到的母液供給至所述調漿裝置內。 根據本專利技術的一個實施例，所述高壓容器進一步設有至少一個攪拌器，用于攪拌容納在高壓容器中的料漿，以使料漿保持充分的均勻性并將供給到高壓容器中的氧氣迅速 充分地分散在料漿中，以提高反應效率。 根據本專利技術的一個實施例，所述高壓容器內的氧氣壓力為0.7-1.2MPa。在該條件 下，可以對更低品位軟錳礦中的Mn02進行充分氧化，且氧化速率快。 根據本專利技術的一個實施例，所述系統進一步包括壓力泵，所述壓力泵用于將所述 調漿裝置供給的料漿加壓并泵入所述高壓容器內。 根據本專利技術的一個實施例，所述系統進一步包括至少一個分隔件，所述分隔件將 所述高壓容器分割成多個室，其中每個室中各容納有一個攪拌器；其中，所述分隔件可為隔 板且其數目可為2-6個。 根據本專利技術的一個實施例，所述高壓容器可為多室連續臥式高壓釜。該設備結構 簡單，可以使料漿與氧氣具有較大的接觸面積，有利于提高Mn02的氧化率，并可以實現反應 的連續性，以及易于將反應后的料漿排出。 根據本專利技術的系統結構簡單，成本低，安裝、維護及操作簡單，降低了錳酸鉀的生 產成本。可用于處理Mn(^含量為30-63wt^或者更低品位的軟錳礦，二氧化錳氧化率高，且 氧化速率快。 本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明 本專利技術的上述和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 圖1為根據本專利技術從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法的一個實施例的工藝 流程圖。圖2為根據本專利技術的錳酸鉀連續生產系統的一個實施例的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法，包括如下步驟：　　（ａ）將濃度為４５－５０ｗｔ％的氫氧化鉀溶液與低品位軟錳礦粉按錳堿摩爾比為１∶９－１３的原料配比在調漿裝置中進行混合，加入引發劑制成料漿；　　（ｂ）將所述料漿供給到高壓容器，所述高壓容器內的氧氣壓力為０．７－１．２ＭＰａ，溫度為１８０－２７０℃，在攪拌條件下反應１－２小時之后出料并過濾；　　（ｃ）過濾后的濾液經冷卻析晶，以獲得錳酸鉀晶體；　　（ｄ）將冷卻析晶并過濾后的母液返回所述調漿裝置，用于配制所述料漿，以及　　（ｅ）連續執行步驟（ｂ）－（ｄ）。

【技術特征摘要】
一種從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀的方法，包括如下步驟(a)將濃度為45-50wt％的氫氧化鉀溶液與低品位軟錳礦粉按錳堿摩爾比為1∶9-13的原料配比在調漿裝置中進行混合，加入引發劑制成料漿；(b)將所述料漿供給到高壓容器，所述高壓容器內的氧氣壓力為0.7-1.2MPa，溫度為180-270℃，在攪拌條件下反應1-2小時之后出料并過濾；(c)過濾后的濾液經冷卻析晶，以獲得錳酸鉀晶體；(d)將冷卻析晶并過濾后的母液返回所述調漿裝置，用于配制所述料漿，以及(e)連續執行步驟(b)-(d)。2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述引發劑的用量為料漿中氫氧化鉀和低品位軟錳礦粉總重量的3-5%。3. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述低品位軟錳礦粉中Mn(^的含量為30-63wt%。4 根據權利要求3所述的方法，其中，所述低品位軟錳礦粉中Mn02的含量為30-50wt%。5. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述高壓容器為多室連續臥式高壓釜。6. 根據權利要求l-4任一項所述的方法，其中，在所述低品位軟錳礦粉中，粒度小于320目的顆粒比例高于70%。7. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述引發劑為含有+6價錳元素的化合物。8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述含有+6價錳元素的化合物為K2Mn04。9. 根據權利要求l所述的方法，其中，在步驟(b)中，通過壓力泵將所述料漿泵入所述高壓容器中。10. 根據權利要求l所述的方法，其中，在步驟(b)中，在過濾之前對從所述高壓容器排出的料槳進行閃蒸處理。11. 一種錳酸鉀連續生產系統，所述系統用于從低品位軟錳礦連續生產錳酸鉀，包括調漿裝置，所述調漿裝置用于通過將氫氧化鉀溶液和低品位軟錳礦在其中進行配比混合以制成料漿；高壓容器，所述高壓容器用于容納從調漿裝置所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王吉坤，閻江峰，彭建蓉，馬進，黃云才，夏宇，趙群，白榮林，李小英，
申請(專利權)人：云南冶金集團股份有限公司技術中心，云南建水錳礦有限責任公司，
類型：發明
國別省市：53[中國|云南]