碳化法去除硫酸锰浸出液中钴、镍的研究

陈晓亮, 王海峰, 王家伟, 赵平源. 碳化法去除硫酸锰浸出液中钴、镍的研究[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(4): 103-107. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.07.002
引用本文: 陈晓亮, 王海峰, 王家伟, 赵平源. 碳化法去除硫酸锰浸出液中钴、镍的研究[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(4): 103-107. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.07.002
Xiaoliang CHEN, Haifeng WANG, Jiawei WANG, Pingyuan ZHAO. Study on Removal of Cobal and Nickel from Manganese Sulfate Leaching Solution by Carbonization Method[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(4): 103-107. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.07.002
Citation: Xiaoliang CHEN, Haifeng WANG, Jiawei WANG, Pingyuan ZHAO. Study on Removal of Cobal and Nickel from Manganese Sulfate Leaching Solution by Carbonization Method[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(4): 103-107. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.07.002

碳化法去除硫酸锰浸出液中钴、镍的研究

  • 基金项目:
    国家自然科学基金(51764006、51864012);贵州省科学合作计划项目([2019]1411、[2017]5788、[2018]5781、[2016]5302、[2019]2841)
详细信息
    作者简介: 陈晓亮(1995-), 男, 山东潍坊人, 硕士研究生, 从事冶金与环保研究, E-mail:1143242530@qq.com
    通讯作者: 王海峰(1973-), 男, 贵州金沙, 副教授, 硕士研究生, 从事冶金工程及环保的教学与研究, E-mail:mm.hfwang@163.com
  • 中图分类号: TF803.2+5

Study on Removal of Cobal and Nickel from Manganese Sulfate Leaching Solution by Carbonization Method

More Information
  • 采用碳化法去除硫酸锰溶液中的钴、镍离子。以CO2为碳化剂,NaOH为pH调节剂,将硫酸锰溶液中的Mn2+以碳酸锰沉淀的形式从原溶液中分离出来,然后用硫酸将沉淀物溶解,从而达到除杂的目的。考察CO2流量、反应温度、pH值及反应时间对钴、镍离子去除效果的影响。结果表明,反应温度25℃,溶液pH值为7.5,二氧化碳流量为0.9 L/min,反应时间为60 min时最为适宜,此时碳酸锰产品中钴、镍元素含量比硫酸锰一次结晶产物分别降低了0.031 29%和0.088 5%,其含量分别为0.003%和0.005%,符合高纯碳酸锰GB10503-89 I型品的标准。
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  • 图 1  CO2碳化硫酸锰溶液实验装置:1—CO2 gas cylinder;2—Constant temperature water bath;3—Gas release part;4—thermometer;5—pH meter

    Figure 1. 

    图 2  CO2流量对去除效果及锰沉淀率的影响

    Figure 2. 

    图 3  pH对去除效果及锰沉淀率的影响

    Figure 3. 

    图 4  反应温度对净化效果的影响

    Figure 4. 

    图 5  反应时间对去除效果及锰沉淀率的影响

    Figure 5. 

    图 6  碳化产物XRD图

    Figure 6. 

    表 1  样品元素分析结果(mg·L -1)

    Table 1.  Elemental analysis results of manganese sulfate leaching solution

    Element Content Element Content Element Content
    Mn 5.04×104 As 1.05 Cd 1.15
    Co 12.2 Cr 0.35 Mo 51.3
    Ni 30.3 V 0 Sb 0
    Mg 628.4 Al 5.6 Ti 0.15
    Ca 750 Fe 2.75 Na 93.5
    Cu 2 K 32.95
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    表 2  硫酸锰结晶杂质ICP成分分析

    Table 2.  ICP analysis of manganese sulfate crystal impurity

    Element Fe Co Ni Mg Ca Na Cu K Al Ti Cd
    Content /(mg·kg-1) 7.5 342.9 935 7379 1263 1021 7.2 75.6 44 1.2 0.9
    Quality score /% 0.000 75 0.034 29 0.093 50 0.700 00 379.000 00 0.102 10 0.000 72 0.007 56 0.004 40 0.000 12 0.000 09
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    表 3  25 ℃理论沉淀pH

    Table 3.  Theoretical precipitate pH at 35 ℃

    Precipitation MnCO3 Mn(OH)2 CoCO3 NiCO3
    pH Start 3.7 8.6 7.6 7.7
    pH End 6.9 10.1 9.2 9.1
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    表 4  检测仪器

    Table 4.  Testing equipment

    仪器名称 仪器型号 仪器生产商
    ICP-MS质谱仪 Optima-8300 美国PE公司
    XRD衍射仪 X’Pert PRO MPD 荷兰帕纳科有限公司
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    表 5  产物元素含量

    Table 5.  Product element content

    Element Ca Mg Co Ni
    Content/% 0.03 0.01 0.003 0.005
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    表 6  高纯碳酸锰质量指标

    Table 6.  High purity manganese carbonate quality index

    Element GB10503-89 I This method
    Ca ≤0.03% 0.03%
    Mg ≤0.02% 0.01%
    Co ≤0.005% 0.003%
    Ni ≤0.005% 0.005%
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收稿日期:  2020-03-25

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