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截至2011年,中国电解锰产能达到了240万吨,产量143万吨,占世界总产量的90%。一方面中国电解锰行业对锰矿石的需求越来越大,每年有65%的矿石依靠进口。另一方面锰矿资源储量丰富,但是锰矿品位仅为世界平均水平的一半,且多为低品位的氧化型锰矿。氧化型锰矿通常伴生其他金属,这些伴生金属赋存形式较复杂,与锰矿物结合紧密,分离困难,因此生产中通常只能以牺牲部分金属的回收率为代价来获得其他金属。本研究正是基于这种现状,对难处理的低品位锰银精矿有价元素的综合利用进行研究,并首次系统研究了以低浓度MnSO4净化液电解生产金属锰的新工艺。 由锰银精矿矿物分析和探索实验结果可知,精矿中银的赋存状态较复杂,直接提银浸出率低,要实现精矿中锰和银的分离,先要提取锰。研究了两矿法和焦亚硫酸钠法提锰工艺,结果表明,这两种方法锰浸出率分别达到了96%和94.5%。综合对比上述两种方法,成本优势明显的两矿法更适合处理低品位的锰银矿。 研究了MnSO4溶液的深度净化工艺。分别采用中和法和低污染黄钾铁矾法进行除铁研究,结果表明,中和法除铁会造成较多锰损失,不适合处理低浓度MnSO4溶液;低污染黄钾铁矾法的最佳工艺条件为:预中和调节锰浸出液的pH为3.5~4.0,除铁温度为85℃,除铁时间4h,此条件下可将MnSO4溶液中铁含量从10.4g/L降低到小于0.1mg/L,除铁率高达99.99%,锰损失仅为3%。实验考察并确定了最佳的沉淀法除钙镁、硫化除重金属及静置工艺条件,结果表明,当NaF用量为6.0kg/m3时,除钙率和除镁率达80%和26%;最佳硫化静置条件为:Na2S用量1.0kg/m3,硫化温度50℃,硫化时间0.5h,静置24h,此条件下净化后溶液中各重金属杂质含量均符合锰电解液标准。 研究了低浓度MnSO4净化液电解锰工艺,结果表明,电解获得的金属锰中Se含量超标,电流效率只有63%。优化电解实验考察了降低阴极电解液温度、增大阴极液pH、采用组合添加剂等对电流效率的影响,结果表明,电解获得的金属锰符合DJMnD级标准,且阴极电流效率也提高到80%以上。 研究了浸锰渣的提银工艺,对比了氰化法和硫代硫酸盐法的提银效果,结果表明,两种工艺的银回收率分别为85.1%和80.7%;硫代硫酸盐法浸出时间短,环境相对友好,但成本较高;而氰化法浸出率高,成本较低,但浸出时间长,对环境影响相对较大。