锰化学选矿
锰矿资源及其化学选矿
矿物1302班冷雪
摘要：我国的锰矿资源较丰富，但以贫矿居多，且多是难选的细粒贫锰矿石。对贫矿和难选锰矿，化学选矿法是较为有效的选矿方法。不同种类的锰矿需选用不同的化学选矿方法来处理。
关键词：锰矿；化学选矿；现状；前景
“无锰不成钢”，锰是钢的最基本元素，对钢及钢材性能有重要影响。锰应用广泛，可用于冶金工业、化学工业、建筑材料、电子工业、环境保护和农牧业等领域。锰矿资源大致分为氧化锰矿、碳酸锰矿和海洋锰结核。我国锰矿资源大部分是碳酸盐型（约占56%），其次是氧化型（约占25%），其他类型约占19%。
1 我国锰资源的现状
在我国自然界能够利用的锰矿物，现在实际上主要有软锰矿(MnO
2
，含锰
63.20%)，硬锰矿(MnO· MnO
2· nH
2
O)，偏锰酸矿(MnO
2
· nH
2
O)，水锰矿(Mn
2
O
3
· nH
2
O)，
褐锰矿(Mn
2O
3
，含锰69.62%)，黑锰矿(Mn
3
O
4
，含锰72.03%)，菱锰矿(MnCO
3
，含
锰47.80%)等。这些锰矿物与其它非目的矿物的大量混入构成锰矿石，其含锰量大大低于纯锰矿物的理论品位，这就是我国锰矿贫的特点;锰矿物和其它脉石矿物呈细粒嵌布，从小于1μm到几微米、十几微米、几十微米，而且矿物种类繁多，这就是我国锰矿细和杂的特点。我国锰矿贫、细、杂的特点，给选矿带来了很大的困难，用重选、磁选、电选等物理选矿方法很难将这些贫锰矿石分选出来。为了使这一部分贫锰矿石得到充分利用，利用化学选矿提取锰的方法越发重要。
2 锰矿的化学选矿方法
其可粗分为锰矿的化学浸出、细菌浸出、化学法脱磷3类。化学浸出又有连二硫酸盐法、二氧化硫吸收法、硫酸化焙烧——水浸法、还原焙烧——氨浸法、亚硫酸铁浸出法等。
我国于1964至1965年由中。南矿冶学院与广西锰矿公司、长沙黑色冶金矿山设计院合作完成广西木圭松软锰矿的连二硫酸法浸出实验室试验和扩大试验，获得含锰53-60%，回收率84-90%的锰精矿。近年来还进行连二硫酸法浸渣的综合利用和用连二硫酸法处理东湘桥锰矿综合回收钻镍的试验，初步获得较好的结
果[1]。连二硫酸根具有较强的还原性连二硫酸钙与氧化锰矿混合制成矿浆并通
入SO
2气体，反应后生成MnS
2
O
6
和MnSO
4
， MnSO
4
又与初始加入的CaS
2
O
6
反应生成
MnS
2O
6
和CaSO
4
。沉淀下来的硫酸钙与浸出渣一起可通过过滤去除。滤液中加入
石灰乳，即可生成氢氧化锰沉淀，过滤后即可得到固体氢氧化锰。这种方法的优
点是过程简单，滤液中的CaS
2O
6
可以循环使用，反应产生的硫酸钙易于回收。连
二硫酸法只能直接浸出氧化锰矿，当处理碳酸锰矿石时需预先锻烧成氧化锰。
连二硫酸法的优点是:产品纯度高，含铁、耗量和浸渣产量。磷杂质低，锰回收率也高，原料(二氧化硫和石灰)来源广，价格低廉，操作过程简单，设备及材料易解决，适用范围广，处理各种贫锰矿的指标都较稳定。它不失为目前较有布途的化学选锰方法，特别适于冶金用优质锰精矿的生产。连二硫酸法的缺点是原料用量大，浸渣产量也大，浸渣的利用若不解决，其堆放问题将是生产上的一个难题。
3 硫酸亚铁浸出法
硫酸亚铁是简单易得的还原剂，可用于高价锰的还原浸出。在综合了关于硫酸亚铁氧化浸出软锰矿的试验结果后，认为用硫酸亚铁氧化浸出软锰矿在一定条件下是可行的，并且能达到较高的浸出率(95%以上)。但是浸出液中铁含量较高，如果采用常规的氢氧化铁沉淀法除铁将生成大量的胶状沉淀物，导致过滤难度加大及锰的吸附损失增加。为解决此问题，有人提出了在浸出的同时加入硫酸钠，利用铁矾去除大部分铁。黄钾铁矾具有较好的沉降和过滤性能，且反应过程中产酸，对硫酸亚铁氧化浸出软锰矿具有促进作用，余下的铁再利用氢氧化铁沉淀法去除。该方法在试验中取得了较好的指标(锰浸出率为96%，沉铁率为92%)。也有人在研究从低品位菱锰矿中浸出锰时指出，由于锰品位极低，单一还原剂的还原效果不好，所以采用硫酸亚铁、煤粉和双氧水作为还原剂，在酸性介质中利用三者之间的协同还原作用可实现较高的锰浸出率[2]。硫酸亚铁浸出法可使用中
性的FeSO
4溶液,FexSO
4
+SO
2
和Fe
2
SO
4
+H
2
SO
4
酸性溶液或酸洗废液,也可将矿石还原
后用酸洗废液浸出。浸出二氧化锰是根据加入酸量的多少发生不同变化。增加硫酸的浓度还可提高锰的浸出率,但转入溶液的铁离子量也迅速增加。用中性硫酸亚铁溶液浸出二氧化锰的浸出率可达90%以上,此时溶液中铁离子量甚低。添加硫酸或将矿石还原后再添加硫酸可使锰浸出率提高到95%以上,但溶液中的铁离
子量也迅速增大。硫酸亚铁法的最大优点是可以利用钢厂酸洗废液,浸出成本低,其浸出率也高，它是一种很有实用价值的化学选锰方法。
4 其它化学选锰方法
铁屑浸出法是在酸性软锰矿矿浆中直接加入铁屑，能比硫酸亚铁更有效地将软锰矿中的四价锰还原成二价锰，锰浸出率接近100%。
两矿加酸浸出法是近几年研究较多的浸出方法之一。将软锰矿、硫酸和黄铁矿按一定比例在一定条件下混合，使具有氧化性的高价锰与具有还原性的低价硫和铁发生氧化还原反应，得到低价的酸溶性锰。
闪锌矿(方铅矿)催化还原法，用闪锌矿(方铅矿)精矿作还原剂，以可溶性铁盐为催化剂，在酸性条件下浸出软锰矿，同时得到锰产品和锌产品。
农林副产物直接浸出法，一些农林副产品，如废糖蜜、木屑、纤维素、甘蔗汁等在酸性介质中会分解为一种或多种具有还原性的物质，可以用来还原浸出软锰矿。该方法在环保选矿方面有一定意义，但因效果、产量等原因难以推广应用。
还有一些方法选锰，如二氧化硫（亚硫酸)法，细菌浸出法，锰矿石化学脱磷等等。
5 化学法处理贫锰矿、锰矿泥
应用化学试剂处理贫锰矿石提取锰的方法是很多的。主要是选择适当的化学试剂使矿石中锰转变为可溶的形态进入溶液与脉石矿物分离。然后净化溶液除去与锰一起溶解的杂质(Fe、Al、51、P、Cu、Co、Ni等),最后用电沉积、沉淀或结晶等方法制取所需要的锰产品,如电解锰、氧化锰和各种锰盐[3]。由于处理方法多样，究竟采用何种方法,取决于经济效果。可以根据所要处理矿石的种类和性质,矿石产地各种化学试剂供应的情况和价格,以及所要求的产品的种类加以选择。
锰矿泥的产生主要有两个来源：一是矿石风化等原因所产生的原声矿泥，二是在加工过程中由于锰矿石容易过粉碎所产生的较多次生矿泥。对于如何回收处理锰矿泥，国内外做了大量研究，提出了高梯度强磁选、选择性絮凝浮选、乳化、细菌选矿、化学选矿等方法。用化学选矿法可获得品位高、杂质低的优质锰精矿，同时可以综合回收其中的Co、Ni、Cu等有价元素，试验证明锰矿泥用化学方法回收最为有效。
6 锰矿选矿的发展前景
锰矿选矿和其它金属矿选矿有共性,但也有其特殊性。我国锰矿资源分散，一亿吨以上储量的矿床极少。不但矿床小,而且多是贫细杂,好选的不多,加之锰矿产品不值钱,就更使锰矿选矿工作者为难了[4]。
为了开发我国锰矿资源,今后应大力开展化学选锰的研究。要因地制宜,研究适合于不同地区、不同类型锰矿石的方法。必须大力开展新方法、新工艺、新设备、新药剂的研究,积极开展分选过程强化措施的研究。特别要注意开阔原料和药剂来源,利用工业废液废气,研究新工艺,以达到降低化学选矿成本的目的。参考文献：
[1]黄枢.评锰矿化学选矿的前途[J].中国锰业，1983（02）：52-53.
[2]黄琨.锰矿资源及化学选矿研究现状[J].湿法冶金，2013，32(4)：208.
[3]姚震江.用化学法处理贫锰矿石[J]. 中国锰业，1983（01）:71.
[4]潘其经.我国锰矿选矿的回顾与展望[J].中国锰业，2000，18（4）：7.