北京科技大学锰课题组成果简介

邹 兴

(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)

北京科技大学冶金学院有色系锰课题组成立于1998年,是专业研究锰矿深加工和锰系列产品制备新工艺、新方法和新技术的课题组,也是多年来国内外唯一系统研究锰课题的专业课题组。

课题组10多年来已经先后研究成功一系列重大成果。其中与锰有关的课题主要有以下几种。

1 用锰矿石的硫酸浸出液直接制备高纯四氧化三锰第1代至第3代技术

该课题难点多、难度大和资金投入量大。课题组已于2004年在国内外率先研究成功第1代制备技术,并于2005年初成功应用于山西某厂,现已达年产1万t四氧化三锰的生产规模。多年运行结果表明其技术指标和经济指标稳定,已是一项十分成熟的技术。

课题组已于2008年研究成功第2代制备技术,第2代技术与第一代相比较,工艺更加简化,投资减少约1/4,工艺参数更易控制。现已在全国建有两个工厂,其中一家已成功投产运行数月,各项指标完全达标,另一家计划于2011年投产。

课题组已于2010年研制成功第3代制备技术,与前2代相比较,第3代技术最大的特点是环境友好和低成本。从技术含量比较,第3代技术的技术含量最高。

2 用锰矿石的硫酸浸出液直接制备高纯三氧化二锰

该技术已于2009年研究成功,有待应用。

3 用锰矿石的硫酸浸出液直接制备高纯和超高纯碳酸锰

高纯碳酸锰一般用电解金属锰制备,成本非常高。本技术于2008年研究成功,现已广泛应用,其质量优于金属锰制备法,但成本要低得多。

4 用锰矿石的硫酸浸出液直接制备高纯和超高纯硫酸锰

本技术于2009年研究成功,有待应用。

5 用锰矿石的酸浸液直接制备高纯和超高纯氯化锰

该技术已于2007年研究成功,有待应用。

6 化学二氧化锰制备新工艺

化学二氧化锰一般用碳酸锰氧化制备,该法存在视密度小、成本高和环境污染等问题。本课题不采用碳酸锰做中间体,而采用锰的其他形态作中间体,在催化剂存在下用空气等做氧化剂氧化制备。该课题还处于研究之中。

7 高纯MnOOH制备新工艺

MnOOH一般用高价锰化合物加还原剂制备,成本高。本技术是直接用硫酸锰溶液制备,其成本低,质量好。该技术已经是一项十分成熟的技术,有待应用。

8 软锰矿全湿法浸出新技术及其浸出液净化新技术

软锰矿尤其是低品位软锰矿在我国储量较丰富。对高品位软锰矿来说,其浸出一般先采用还原焙烧,后经酸浸的方法。该法要求使用高品质矿石,另外环境污染大；对低品位软锰矿浸出方法常用两矿法,该法浸出温度高,时间长,杂质浸出率大,净化除杂难。本课题组系统研究了软锰矿浸出系列新方法,比如二氧化硫浸出法、有机还原剂浸出法、菱锰矿和软锰矿混矿浸出法、活性炭浸出法、煤粉浸出法、硫磺浸出法等。

对软锰矿全湿法浸出的各种方法来说,浸出液中杂质离子 Zn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、FeX+、Mg2+、Ca2+、Al3+以及硅酸盐离子等都比较高,用常规方法很难进行有效分离,需要建立新的方法和新的分离工艺,本课题组经多年研究,已经研究出一系列新的独有的分离方法和技术。

9 用软锰矿生产电解金属锰的新技术

用部分或用全部软锰矿经全湿法浸出生产电解金属锰时,重金属离子分离难是制约其发展的关键问题。分离重金属离子常用的方法是硫化物沉淀法,通过系统研究表明：该法很难将软锰矿浸出液中的各种重金属离子浓度降至1.0 mg/L以下。本课题组已经研究成功高效分离法,能将重金属离子分离至完全满足锰电解的要求。

10 无铬无磷钝化电解金属锰新技术

电解金属锰片容易氧化变黄,需要及时钝化处理。常用的钝化方法为铬盐钝化法,该法效果好,成本低,但六价铬对环境污染大。除铬盐法外,还有少数厂家采用无铬含磷钝化法,该法效果较差,无光泽,另外因含磷造成金属锰磷含量明显偏高,不利于锰的应用。本课题组研究成功无铬无磷钝化法,新方法效果好,钝化后的金属锰片有银灰色金属光泽,质量类似铬盐法。

11 其他

无硒电解金属锰的新技术；用各种锰的氧化物制备高性能锰酸锂新技术；湿法制备锰锌铁氧体新技术。这3个课题还处于研制之中,只有阶段性的成果。