Способы извлечения марганца из горных пород

Введение. В современных условиях наиболее часто используется методика извлечения марганца из горных пород при помощи выщелачивания и использования для этого серной кислоты. Методика подразумевает присутствие в массе для выщелачивания сульфита натрия. Также для извлечения марганца может использоваться с добавлением сернистой и серной кислот. Широко известен способ с применение гидросульфата натрия, который позволяет извлечь марганец методом обжига. После термического воздействия на горную породу марганец выщелачивается водой. [2]
Минус всех описанных выше методик сводится к низким объемам добычи марганца. Именно в этом заключается проблема представленного исследования.
К тому что при работе с реакционной средой необходимо использовать специальные технологии для предупреждения коррозионного воздействия кислот на горнодобывающее оборудование.
Методы исследования В статье использован анализ научной литературы по заданной проблеме, а также практического отечественного опыта.
Результаты. Специалистами предложен метод извлечения марганца без использования кислотных составов. Эта методика позволяет извлечь из исходной руды до 65% диоксида марганца в зависимости от ее состава.
Методика была апробирована на базе Улу-Телякского месторождения с последующим проведением электролиза. Специалистами предложена методика извлечения марганца с предварительным обогащением марганцевой руды и ее прокаливания с применением гидросульфата натрия. Завершающий этап извлечения марганца при этом способе сводится к выщелачиванию его солей водой. [3]
Эксперимент был проведен на месторождении марганцевой руды в Башкортостане. По результатам изучения ее состава месторождения было установлено, что руда на нем содержит небольшое количество марганца, следовательно, для эффективного извлечения требуется обогащение.
В ходе эксперимента была проведена термическая обработка марганцевой руды.
Для этого был использован гидросульфат натрия. Термическая обработка проходила под воздействием температур в диапазоне 300-700 градусов. После термической обработки пек охлаждался, извлечение солей марганца проходило с использованием методики выщелачивания водой на протяжении 30-120 минут и при температуре 60-90 градусов

. В процессе добычи использовались фильтры, которые позволяли выделить нерастворимый осадок.
Для его промывания использовалась вода. Далее высушивание осадка проводилось в сушильном шкафу. По результатам исследования состава твердого осадка было установлено, что в нем содержится сульфат кальция с сульфатом марганца и диоксидом марганца. Также были обнаружены примеси металлов. [4]
Для извлечения сульфата марганца из оставшегося раствора использовалась кальцинированная сода в концентрации 10-20%. В результате это позволило получить карбонат марганца в виде выпавшего осадка. Было установлено, что в рабочем растворе по-прежнему остается сульфат натрия, поэтому для обогащения раствора использовался сульфат марганца.
Для запуска процесса регенерации гидросульфата натрия использовалась серная кислота.
Как показал эксперимент, термическая обработка и параллельное применение гидросульфата натрия при обработке руды позволяет запустить реакцию декарбоксилирования руды. Это же позволяет запустить процесс сульфатизации изначальных соединений. Когда проводилась термическая обработка руды и использовался гидросульфат натрия, то масса твердой фазы сульфата марганца и диоксида марганца снижалась в руде с изначальных 3,6% и 0,14% до 0% соответственно. Данный процесс был обусловлен сульфатизацией марганца.
Термическая обработка происходила при температуре 300-700 градусов на протяжении 1-3 часов. Была установлена прямая зависимость между температурой и временем обработки руды и результатами извлечения марганца из горных пород.
Что касается процесса декарбоксилирования, то он проводился в диапазоне температур 0-700 градусов. Обработка проводилась на протяжении 1-3 часов. По результатам эксперимента было установлено, что процесс декарбоксилирования запускается при достижении температуры 500 градусов. Для достижения такой температуры потребовался 1 час. [5]
При идентичных условиях сульфатизация диоксида марганца запускается при достижении температуры 400 градусов