本發明專利技術公開了屬于低品位氧化錳利用技術領域的一種生物質氣還原低品位氧化錳礦生產一氧化錳礦粉的方法。該方法按照如下步驟進行：首先將粉碎的低品位氧化錳礦粉與引發添加劑混合均勻，然后使用生物質氣化爐產生的生物質氣直接加熱使物料加熱至300-500℃，同時，生物質氣直接還原氧化錳礦，最后采用抗氧化的水溶液噴入產品以增加其抗氧化性能。由本發明專利技術的方法得到的一氧化錳礦粉可替代碳酸錳礦作為電解錳生產的原料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于低品位氧化錳利用
，具體涉及一種。
技術介紹
我國錳礦儲量7. 1億噸，居世界第四位。但我國的錳礦品位為21%左右，低品位礦占94%。為了滿足國民經濟發展的需要從20世紀80年代開始大量進口國外錳礦，2009年進口量950萬噸，2010進口達到1161萬噸，因此如何盡快利用國內低品位錳礦十分重要。對于錳礦石如此大的需求，除鐵合金需要使用錳礦作為原料以外，就是電解錳生產對于錳礦原料的需求。我國電解錳生產企業達186家，總產能達到170萬噸/年。2009 年實際電解錳產量達到130萬噸，占世界電解錳產量的95%以上。電解錳企業對于錳礦石的需求在1200萬噸以上。電解金屬錳的生產一般采用碳酸錳礦石為原料，以生產120萬噸/年電解錳為例， 每生產一噸電解錳需耗8 10噸碳酸錳礦石。每年消耗成品礦石在1000 1200萬噸，而每采一噸礦石要消耗近2噸礦石資源，每年礦石資源損耗近2000萬噸。經過幾年開采，目前國內20%以上的碳酸錳礦石已經不多見了，普遍是15% 17%的品位，部分地區的使用品位已經低至13%。這樣不僅增加了企業成本，同時大大增加了環保壓力。近年大多電解錳企業充分認識到礦源保證對電解錳企業生存及發展的重要性，著力研發氧化錳礦還原替代碳酸錳原料的技術。目前重點發展的氧化錳礦還原方法有以下幾種煤還原焙燒法、兩礦法、還原浸出法等。煤還原焙燒法將氧化錳礦與還原性物質(一般為煤碳)共同混合后密閉加熱，在一定溫度下(一般在900°C以上)碳將四價錳(MnO2)還原成二價錳(MnO)，再與硫酸反應制得硫酸錳溶液進而生產電解錳產品。煤還原氧化錳可以實現的工業規模的生產，在部分電解錳廠進行過生產實踐，如廣西的凱豐錳業及天鴻鑫等電解錳企業進行過實際應用，主要存在的問題是還原溫度高，一般在850°C以上，致使礦物中的硅酸鹽軟化包裹氧化錳， 使浸出率降低；同時還原溫度高造成了能耗高兩礦法用氧化錳礦粉和硫鐵礦干燥后分別經粉碎、混合，在700 800°C下焙燒， 熟料用稀硫酸溶液浸出，分離濕碴后進行精濾，再經蒸發、濃縮、離心分離，將錳提出。但該法存在焙燒時間長、碴量大、煙氣排放多等問題，且成本較高，不被業內看好。兩礦一步法雖不經焙燒，但由于碴量大及浸出率低，應用也很有限。還原浸出法將氧化錳礦、硫酸和一定量的還原劑混合后，經熟化，用水浸出，過濾除碴得硫酸錳溶液，這種方法又稱之為氧化錳的濕法還原。目前雖有大量研究，但暫無工業化實例。相對而言，焙燒法較之于兩礦法更為普遍，但由于很多的焙燒生產廠使用的焙燒是簡單易制但能耗高、污染大的反射爐。幾年前，國家發改委已明令取締反射爐用于電解錳業生產工藝。因此，目前國內電解錳生產基本上采用的都是碳酸錳礦作為原料。另外電解錳工業的發展的瓶頸是，電解錳除了優質碳酸錳原料的短缺以外，從環境方面的制約因素是直接使用碳酸錳礦生產電解錳，得到浸出渣無法利用，造成廢渣的大量堆積，不但占用土地同時污染環境。許多大型電解錳企業每年需要花上千萬元購地用于堆存電解錳廢渣。由此可見，電解錳行業對氧化錳礦替代碳酸錳礦的需求愈來愈迫切，特別是低成本還原氧化錳技術有著巨大的市場空間及難以估量的經濟效益。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種。一種，按照如下步驟進行(1)取低品位氧化錳礦粉碎至80-120目；(2)按低品位氧化錳礦粉與引發添加劑重量比100 O 5)的比例稱取低品位氧化錳礦和引發添加劑，混合均勻；(3)使用生物質氣化爐產生的生物質氣加熱步驟( 制備的物料，使物料加熱至 300-5000C，同時，生物質氣還原低品位氧化錳礦，還原時間為10-60min，還原后的物料冷卻至80°C以下；所述生物質氣中H2的體積含量為5-15%，CO的體積含量為15-35% ；(4)將天然多酚類物質與亞硫酸鹽或亞硝酸鹽按照質量比1 1混合均勻，加水， 配置成質量濃度為5-10%的水溶液，噴入步驟C3)制備的產品制成終產品。所述低品位氧化錳礦的含錳量為15-40%。所述引發添加劑為含C物質、含S物質、含N物質和含P物質的混合物，含C物質、 含S物質、含N物質與含P物質的質量比為QO 50) 0 5) (1 5) (0.5 1)。所述含C物質為褐煤或柴煤，含S物質為硫酸鐵或硫酸亞鐵，含N物質為硝酸鉀或硝酸鈉，含P物質為磷酸鉀或磷酸鈉。所述天然多酚類物質為廢茶葉。本專利技術的有益效果本專利技術利用低品位氧化錳礦為原料將四價錳還原二價錳技術，替代碳酸錳礦做電解錳原料使用。通過采用生物還原氧化錳，一方面可替代碳酸錳原料，減少了酸耗，降低了生產成本；另一方面在電解錳生產過程將生物質中的氮磷鉀富集在渣中，同時電解過程的部分硫酸銨也殘留在渣中，使電解錳浸渣作為生物質(如南方的速生林)的肥料成為可能，可以解決電解錳廢渣無法處理的瓶頸，而速生林作為生物質又可作為氧化錳還原的原料，使電解錳工業成為真正的無渣及循環經濟的示范。附圖說明圖1為本專利技術生物質氣化爐示意圖；圖中，1-引風機、2-布袋除塵、3-旋風除塵、4-回轉窯、5-燜化罐回熱管、6_生物質氣燃燒器、7-生物質導氣管、8-反應爐回熱管、9-反應爐螺旋推進器、10-生物質氣發生爐、11-反應爐、12-燜化罐、13-螺旋冷卻器、14-淋水器、15-燜化罐風機、16-上料螺旋推送器。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步說明。以下實施例采用的生物質氣化爐如圖1所示，將混合物料通過上料螺旋推送器16 輸送回轉窯4之中，原料被逆流加熱同時進行干燥；在回轉窯4的尾部，設置有生物質氣燃燒器6，通過其燃燒直接加熱物料；物料通過反應爐螺旋推進器9到進入反應爐11之內與生物質氣進行反應，設置有電機驅動的反應爐攪拌器，將物料與生物質氣進行攪拌，促進還原反應的發生；反應爐11的溫度控制在300-500攝氏度之間，在此溫度下，物料近似為半流體狀態，在反應一段時間后，進入到燜化罐12之中，物料在燜化罐12內進一步反應，并逐步的通過螺旋推進器，推送出去進入到螺旋冷卻器13之內；在螺旋冷卻器13的出料口，出料口設置淋水器14，噴灑防氧化噴液，噴液量控制在礦物質量的3-10%，以達到提高產品的抗氧化性及降低粉塵的目的。引風機1、布袋除塵2、旋風除塵3、燜化罐回熱管5、生物質導氣管7、反應爐回熱管8、生物質氣發生爐10和燜化罐風機15為常用輔助設備。實施例1一種，按照如下步驟進行(1)取廣西平樂氧化錳礦(表1)粉碎至100目；(2)按氧化錳礦粉與引發添加劑重量比100 3的比例稱取低品位氧化錳礦粉和引發添加劑，混合均勻；引發添加劑為如下質量比的混合物褐煤(粉碎至80目)黃鐵礦 (粉碎至80目)硝酸鉀磷酸鉀=20 10 5 1 ；(3)使用生物質氣化爐產生的生物質氣加熱步驟( 制備的物料，使物料加熱至 450°C，同時，生物質氣還原低品位氧化錳礦，還原時間為10-60min，還原后的物料冷卻至 80°C以下；所述生物質氣中H2的體積含量為5-15%，CO的體積含量為15-35% ；(4)將廢茶葉與亞硫酸鈉按照質量比1 1混合均勻，加水，配置成質量濃度為 8%的水溶液，噴入步驟C3)制備的產品；本實施例得到礦粉級一氧化錳產品，處理每噸氧化錳礦需要消耗生物原料180kg， 分析得本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱國才，趙玉娜，馮秀娟，索雙富，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。