三相氧化法富集分离大洋多金属结核中有价金属

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2006.01.009 第28卷第1期 北京科技大学学报 Vol.28 No.1 2006年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2006 三相氧化法富集分离大洋多金属结核中有价金属 李浩然1,2)冯雅丽2)李佐虎1)王云山) 1)中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京10000802)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000083 摘要大洋多金属矿是以铁锰氧化物为主相的复杂矿物，利用大洋多金属矿三相氧化法提取 锰，并使铁铜钴镍富基于渣中的方法是富集分离有价金属的新途径，最佳反应条件是：温度 240℃；时间2h;碱锰的物质的量的比为45；通气量0.5m3.h1;锰粉粒度为-200目.铁镍的固相 富集率接近100%，铜钴大于93%.液相氧化反应后Fe,Cu,Co,Ni等金属基本上被分配到渣中，赋 存在矿物中的变价金属氧化物对锰酸钾的反向分解有促进作用，初步实现了这些金属与M的 分离。 关键词多金属结核；铁锰氧化物；氧化；转化率 分类号TD857.3;TF111.31 大洋多金属结核是一种铁锰氧化物在深海中 K2MnO4是一种亚稳态的化合物，可经过重结晶 的沉积物.锰以三种矿物形式存在，即晶质的钡 净化，并以它为中间产物再生成MnO2,KMnO4 镁锰矿(10A水锰矿)、钠水锰矿(7A水锰矿)以及 和O2等产品，使锰的利用价值大大提高.同时， 非晶质的6-MnO2矿，铁主要以针铁矿形式存 铜、钴、镍等有价金属氧化物形成独立的矿相，富 在，铜、钴、镍及其他金属以离子形态或者以类质 集的Co,Ni和Cu氧化物可按常规湿法治金工艺 同相形式赋存于上述矿物的晶格之中，不能用常 或氢还原技术回收.该工艺不但简便地获得了 规的物理选矿方法加以富集、分离[13].自20世 Co,Ni和Cu产品，而且使铁锰的产品高值化. 纪60年代以来，对深海多金属结核和富钴结壳加 工处理进行了大量的研究工作，提出了几十种方 1实验原料及方法 案[4-，基本的思路是还原四价锰，使有价金属释 1.1实验原料 放，然后进行富集分离. 本研究所使用的样品均由中国大洋协会提 有别于以往锰结核处理中以还原为主的思 供，由大洋一号在DY105-11和DY105-13两个 想，本研究首先利用锰的多价位特点（由于锰具有 航次中拖网取得，分别从各站位样品号中取样 3d4s2的价电子层结构)，使锰结核中四价的二氧 500g,矿物不经过烘干，直接在矿物粉碎机上破 化锰被进一步氧化成为可溶性的六价K2MnO4, 碎，反复混合，用泰勒标准筛过筛.所有样品过 同时使其他金属以氧化物的形式解析出来 200目.多金属结核矿样分析结果见表1. 表1多金属结核矿样元素含量（质量分数） Table 1 Elementary composition of polymetallic modules % Cu Ni Fe Mn Mo Zn Si Al Ca Na Mg K Ti 0.640.220.829.0820.150.040.0790.0116.431.041.450.431.340.270.95 1.2实验设备 1.3实验方法 加压三相氧化反应的实验装置如图1， 称取定量大洋多金属结核，用50%KOH溶 液300mL浆化，一次加入反应器内，开始计算反 应时间.投料后，温度略有下降，10min左右即可 收稿日期：2004-1108修回日期：20050602 回升到反应正常温度.冷凝器通自来水冷却，为 基金项目：国家长远发展专项基金(DY105-04-01-05) 作者简介：李浩然(1969一)，男，副研究员，博土 保证反应体积恒定，连续慢速滴加10%KOH溶

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 路 掩 产 劝 三相氧化法富集分离大洋多金属结核 中有价金属 李浩 然‘ ， “ 冯 稚 丽 “ 李佐虎 王 云 山 ‘ 中国科学院过程工程研究所生化工程 国家重点实验室 ， 北京 北京科技大学土木与环境工程学院 ， 北京 摘 要 大洋多金属 矿是 以 铁锰氧化物为主 相 的复杂矿 物 ， 利用大 洋多金属 矿三 相氧 化 法 提 取 锰 ， 并使铁铜钻 镍 富基 于 渣 中的 方 法 是 富 集 分 离 有 价 金 属 的新 途 径 最 佳 反 应 条 件 是 温 度 ℃ 时 间 碱锰的物质的量 的 比为 通气量 衬 · 一 锰粉粒度为 一 目 铁镍的固相 富集率接近 ， 铜钻大于 液相氧化反应后 ， ， ， 等金属基本上被分配到 渣 中 ， 赋 存在矿物 中的变价金属 氧化物 对锰 酸钾 的反 向分 解有 促进 作 用 ， 初 步 实 现 了这 些 金 属 与 的 分离 关扭词 多金属 结核 铁锰氧化物 氧化 转化率 分类号 大洋多金属 结核是 一种铁锰氧化物在深海 中 的沉 积 物 锰 以三 种矿 物形 式 存在 ， 即 晶质 的钡 镁锰矿 水锰矿 、 钠水锰矿 水锰矿 以及 非晶质的 占一 矿 铁 主 要 以 针铁 矿 形 式 存 在 铜 、 钻 、 镍及其他金属 以离子形 态或者 以类质 同相形式赋存于 上 述 矿 物 的晶格之 中 ， 不 能用 常 规 的物理选矿 方 法 加 以 富集 、 分 离 ‘ 一” 〕 自 世 纪 年代 以来 ， 对深海多金属 结核和 富钻结壳加 工处理进行 了大量 的研 究工 作 ， 提 出 了几十种方 案〔 一 ， 基本 的思 路是还原 四 价锰 ， 使有价金属 释 放 ， 然后进行富集分离 有别于 以 往 锰 结核 处 理 中以 还 原 为 主 的 思 想 ， 本研 究首先利用锰的多价位特点 由于锰具有 护 的价电子层结构 ， 使锰结核 中四 价的二 氧 化锰被进 一 步 氧 化成 为可 溶性 的六 价 ， 同时使其他金属 以氧化物的形式解析 出来 是一种亚 稳 态 的化 合物 ， 可 经 过 重 结 晶 净化 ， 并 以 它 为 中 间 产 物 再 生 成 ， 和 等产 品 ， 使锰 的 利 用 价值 大 大 提 高 同时 ， 铜 、 钻 、 镍等有价金属 氧 化 物形成 独 立 的矿相 ， 富 集的 ， 和 氧化物 可按 常规 湿 法 冶金 工 艺 或氢 还 原 技 术 回收 该 工 艺 不 但 简便 地 获 得 了 ， 和 产 品 ， 而且使铁锰 的产 品高值化 实验原料及方法 实验原料 本研究所 使 用 的 样 品 均 由 中 国 大 洋协 会 提 供 ， 由大洋一号 在 一 和 一 两 个 航 次 中拖 网 取 得 ， 分 别 从 各 站 位 样 品 号 中取 样 ， 矿 物 不 经过 烘 干 ， 直接 在 矿 物 粉碎机 上 破 碎 ， 反复 混 合 ， 用 泰 勒 标 准 筛过 筛 所 有样 品 过 目 多金属 结核矿 样分析结果见表 表 多金属结核矿样元素含 质 分数 口 ， 脚昭 加口 加 实验设备 加压三相氧化反应 的实验装置如图 收稿日期 一 一 修回 期 习 一 基金项 目 国家长远发展专项基金 一 一 一 作者简介 李浩然 一 ， 男 ， 副研究员 ， 博士 实验方法 称取 定量大洋 多 金 属 结核 ， 用 溶 液 浆化 ， 一 次 加入 反 应 器 内 ， 开 始计 算反 应 时间 投 料后 ， 温度略有下 降 ， 左 右 即可 回 升到 反 应正 常温 度 冷 凝器 通 自来 水冷 却 为 保证反应体积恒 定 ， 连续慢速滴加 溶 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2006．01．009

Vol.28 No.I 李浩然等：三相氯化法言集分离大洋多金属结核中有价金属 ·39· 探讨和实践总结，三相氧化的主要影响因素是：碱 锰配比、氧化温度、锰粉细度、通气量、矿浆浓度等 几个方面 2.1温度对Mn转化率的影响 制取锰酸钾的氧化反应需要在较高温度下才 1一空压机、空气或氧气钢瓶：2一电加热套：3一密闭压力釜： 能进行，如把锰粉与氢氧化钾的混合料置于空气 4一加料口：5一搅拌桨：6一搅拌机电机：7一测温热电偶：8- 搅拌机转速控制器：9一反应器温度控制仪 中若干天，并未发现有K2MnO4生成.当温度升 图】魅结核深度综合利用实验装置示意图 高到一定范围时，MnO2转化率增加. Fig.1 Schematic diagram of experimental facility for multipur- 反应条件1：碱锰的物质的量的比为45，空气 pose use of polymetallic modules 通入速率0.5m3.h1,锰结核粒度-200目，反应 液400mL·h1左右，根据反应器内液面变化情 时间5h.实验数据如图2(a)所示. 况，随时调整，以补充出气带水损失，反应过程中 从图中可以看出，无论是以滤液还是以滤饼 保持气体流量不变，用不锈钢管取样器取样，以 为基准进行计算，在此反应条件下，240℃时锰结 分析反应转化率随时间的变化.第一个1h内每 核中Mn的转化率较高.这可能是由于此反应为 l5min取样一次，以后每30min取样一次.实验 一放热反应，虽然温度升高有利于加快反应速率， 结束后，停止加热，冷却水停止通入，气量减少为 但反应时间过长可能导致反应逆向进行 0.1m3.h-1搅拌混合物料，滴加10%KOH1000 反应条件2：碱锰的物质的量的比为45，空气 mL,1000mL清水冲洗反应器.浆液与洗水混 通入速率0.5m3h1,锰结核粒度-200目，反应 合，冷却到80℃左右过滤，滤布用耐强酸碱涤仑 时间30min.实验数据及对反应影响如图2(b)所 布.过滤清液供下次实验使用.滤渣用10% 示 KOH溶液浆化洗涤，加热后过滤，滤渣再用热水 从图中可以看出，无论是以滤液还是以滤饼 浆化洗涤一次，滤饼呈红棕色，转化率低时呈暗棕 为基准进行计算，在此反应条件下，锰结核中Mn 色.滤饼烘干称重分析锰含量 的转化率随着温度的升高而增加，这可能是由于 取出的高温料样放入塑料瓶中，瓶外用自来 温度升高有利于加快反应速率，使反应进行的比 水冷却，防止塑料瓶烫坏.盖紧瓶盖，料样迅速凝 较完全 固.样品锰的分析采用硝酸铵一亚铁容量法测定 2.2反应时间对Mn转化率的形响 出单位质量凝固料样中可溶性锰量，包括初始 反应条件：诚锰的物质的量的比为45，空气 KOH溶液中的饱和可溶性锰与所加入MnO2氧 通入速率为0.5m3.h1,锰结核粒度为-200目， 化浸出转化成的可溶性锰量 反应温度为300℃.实验数据及对反应影响如图 2 结果与讨论 3所示. 从上图可以看出，在反应进行2h时反应的 锰结核的三相氧化反应为： 转化率达到最高.由于此反应是一个放热反应， 2MnO2 +4KOH+O2-+2K2MnO+2H2O. 反应的速度很快，因此在2h左右即可进行的较 影响氧化反应的因素是多方面的，经过理论 为完全.反应时间延长，转化率反而下降，说明有 100 (a) 70r (b) 吧 60 850 .60 第40 30 ★一滤液 一鲁一滤饼 204 ◆一滤液 b ★一滤饼 220240260280300320340360380 260 280 300 温度/℃ 温度/℃ 图2温度对Mn转化率的彩响.(a)反应时间5h;(b)反应时间30mn Fig.2 Influence of tempreture on the conversion rate of Mn.The reaction time is 5 h(a)and 30 min (b)

李浩然等 三相舰化法富集分离大洋多金属结核中有价金属 一空压机 、 空气或氧气钢瓶 一 电加热套 一 密闭压 力釜 一加料 口 一搅拌桨 一搅拌机 电机 一测 温热 电偶 一 搅拌机转速控制器 一反应器温度控制仪 圈 锰结核深度综合利用实验装皿示意图 口旧 五 曰， 碘 川 叮 · 侧” 此 叹 即 抑 叼 韶 液 · 一 ‘ 左 右 ， 根 据 反 应 器 内液 面 变化 情 况 ， 随时调整 ， 以补 充 出气带水损失 反应过程 中 保持气体流 量 不变 用不 锈 钢 管 取 样 器 取样 ， 以 分析反应转化率随 时 间的变化 第 一 个 内每 取 样 一 次 ， 以 后 每 取样 一 次 实验 结束后 ， 停 止 加热 ， 冷却水停止通 入 ， 气量减少 为 · 一 ‘搅拌混 合物 料 ， 滴 加 ， 清水 冲洗 反 应 器 浆液 与 洗 水 混 合 ， 冷却到 ℃ 左右 过 滤 ， 滤 布用 耐 强 酸碱 涤仑 布 过 滤 清 液 供 下 次 实 验 使 用 滤 渣 用 溶液浆化洗 涤 ， 加热 后 过滤 ， 滤 渣 再用 热 水 浆化洗涤一次 ， 滤饼呈红棕色 ， 转化率低时呈暗棕 色 滤饼烘干 称重分析锰含量 取 出的高温 料样 放入 塑 料 瓶 中 ， 瓶 外 用 自来 水冷却 ， 防止塑 料瓶烫坏 盖 紧瓶盖 ， 料样迅速凝 固 样 品锰 的分析采 用硝 酸 铁 一 亚铁容量法 测 定 出单 位 质 量 凝 固 料 样 中可 溶 性 锰 量 ， 包 括 初 始 溶液 中的饱 和 可溶性锰与所 加入 氧 化浸 出转化成的可溶性锰量 结果与讨论 锰结核的三相氧化反应为 影响氧 化反应 的因素一是 多方面 的 经过 理论 探讨和 实践 总结 ， 三相氧化 的主要影 响 因素是 碱 锰配 比 、 氧化温度 、 锰粉细度 、 通气量 、 矿浆浓度等 几个方面 温度对 转化率的影响 制取锰酸钾的氧化反应需要在较高温度下才 能进行 ， 如把锰 粉与氢 氧化钾 的混 合料置 于 空气 中若干 天 ， 并未 发现 有 认 生成 当温度 升 高到 一定范 围时 ， 转化率增加 反应条件 碱锰的物质 的量的 比为 ， 空气 通入速率 衬 · 一 ’ ， 锰结核粒度 一 目 ， 反 应 时间 实验数据如 图 所示 从图中可 以看 出 ， 无 论是 以滤 液 还是 以 滤饼 为基准进行计算 ， 在此 反 应条件下 ， ℃ 时锰 结 核 中 的转化率较高 这 可能是 由于 此 反 应 为 一放热反 应 ， 虽然温度升高有利于加快反应速率 ， 但反 应 时间过长可能导致反 应逆 向进行 反 应条件 碱锰的物质的量 的 比为 ， 空气 通 入速率 耐 · 一 ’ ， 锰结核粒度 一 目 ， 反应 时间 实验数据及对反应影响如图 所 示 从 图 中可 以 看 出 ， 无 论是 以 滤 液 还是 以 滤 饼 为基 准进行计算 ， 在此反 应条件下 ， 锰结 核 中 的转化率随着温度的升高而增 加 这可能是 由于 温度升高有利于 加快 反 应速 率 ， 使反 应进行 的 比 较完全 反应时间对 转化率的影响 反应 条 件 碱锰 的物 质的量 的 比为 ， 空 气 通入速率为 · 一 ’ ， 锰结核粒 度为 一 目 ， 反应温度为 ℃ 实验数据及对 反 应 影 响如 图 所示 从上 图可 以 看 出 ， 在 反 应进 行 时反 应 的 转化率达到 最 高 由于 此 反 应是 一个 放热反 应 ， 反应 的速度很快 ， 因此 在 左 右 即 可 进行 的较 为完全 反 应时 间延长 ， 转化率反 而下降 ， 说 明有 、 ，了 产‘ 、 ， 苦︸ 僻牟撰碧芝口 洲 一司卜 门卜 滤液 滤饼 芝叨 哥水识 飞氦 一成 卜 ’ 匕 温度 ℃ 刊卜 奋 滤液 滤饼 温度 ℃ 图 沮度对 转化率的影响 反应时间 句 反应时间 恤 加 彻 坛 卜 助 回 】

·40· 北京科技大学学报 2006年第1期 100r 从上图可以看出，Mn转化率随碱锰的物质 的量的比增加而升高.由于锰结核是一种复杂的 80F 多金属氧化物结核，其中所含硅、铝等金属的氧化 60 物都将消耗部分碱，所以增大碱锰比，可使碱大大 40 士速裤 过量，与二氧化锰接触的几率增加，从而使其转化 20 率提高 2.4三相氧化过程中铜镍钴分析 0 12345 6789 时间/h 三相氧化反应是完全不同于传统火法冶金或 湿法治金的新过程，在熔融的KOH液相体系中 图3反应时间对M转化率的影响 Flg.3 Influence of reaction time on the conversion rate of Mn 锰铜钴镍铁氧化物在钴液相中得到重新分配.根 据相关的化学热力学数据分析，除了锰之外，钴、 可能发生了逆反应 铜更容易溶解在KOH溶液中，而镍铁更倾向与 2.3碱锰的物质的的比对Mn转化率的影响 铁形成氧化物结合物而得到富集，一般这种复合 反应条件：反应时间5h,空气通入速率0.5 氧化物沉积在渣相的最底部得到重选分离.钴元 m3.h1,锰结核粒度-200目，反应温度300℃. 素一般以独立氧化物赋存在矿渣中，反应后F, 实验数据及对反应影响如下图4所示 Cu,Co,Ni等金属在滤液及滤饼中的分配情况实 68 验数据及对反应影响如图5所示，反应条件：反 应时间5h,空气通入速率0.5m3·h1,锰结核粒 度-200目，碱锰的物质的量的比为45. 从图5中可以看出，液相氧化反应后Fe,Cu, C0,Ni等金属基本上被分配到渣中，而分配到滤 56 士裤 液中的量很少.尤其是Ni和Fe在渣中的分配率 515 30 接近100%，即使最低的C0也达到了93%以上， 35 0 5 碱锰的物质的量的比 这样就初步实现了这些金属与Mn的分离，为后 图4碱锰的物质的量的比对M转化率的影响 续金属的富集和提取准备了条件， Fig.4 Influence of the ratio of the amount of substance of KOH to MnOz on the rate conversion of Mn (a)滤液中 100 (b)滤饼中 Fe 98 CU Co 96 Co Cu 94 e N 220240260280300320340360 %z0240260280300320340360 温度/℃ 温度/℃ 图5三相氧化过程中铁铜镶钴的变化 Fig.5 Trend of Fe,Cu,Ni and Co in tri-phase oxidlzing 3结论 锰酸钾的反向分解有促进作用. (2)虽然三相氧化反应需要在较高温度下进 (1)大洋多金属矿使以铁锰氧化物为主相的 行，但过高的温度在一定程度上会降低总转化率. 复杂矿物，但锰的品位较低，并伴有硅铝酸盐，耗 而且反应时间也并非越长越好，这都与逆反应 碱较大，同时赋存在矿物中的变价金属氧化物对 有关

北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 。 一 一 尸 一 一 互从 ，山 一门卜 滤液 滤饼 僻牟撰进 时间 图 反应时间对 转化率的影响 吧 ， 可能发 生 了逆反 应 碱锰的物质的 的比对 转化率的影响 反 应条件 反 应 时间 ， 空 气通 入 速率 · 一 ‘ ， 锰结 核 粒 度 一 目 ， 反 应 温 度 ℃ 实验数据及对反应影 响如下 图 所示 刊卜 奋一 滤液 滤饼 从 上 图可 以看 出 ， 转 化率 随 碱锰 的物 质 的量 的比增 加而 升高 由于锰结核是 一 种复杂的 多金属氧化物结核 ， 其 中所含硅 、 铝等金属 的氧化 物都将消耗部分碱 ， 所 以增大碱锰 比 ， 可使碱大大 过量 ， 与二 氧化锰接触的几率增加 ， 从 而使其转化 率提高 三相氧化过程 中铜裸钻分析 三相氧化反应是完全不 同于传统火 法冶金或 湿法 冶 金 的新过 程 ， 在熔融 的 液 相 体 系 中 锰铜钻镍铁氧化物在钻液 相 中得到 重 新分配 根 据相 关 的化学热 力学数据分析 ， 除 了锰 之 外 ， 钻 、 铜更 容易溶解 在 溶 液 中 ， 而 镍 铁 更 倾 向与 铁形成氧化物 结 合物 而 得 到 富集 ， 一 般这种复合 氧化物沉积在渣相的最底部得 到重选分离 钻 元 素一般 以独立氧化物赋 存在 矿 渣 中 反 应 后 ， ， ， 等金属 在滤 液 及 滤 饼 中的分 配 情况 实 验数据及 对 反 应 影 响如 图 所示 反 应 条 件 反 应 时间 ， 空气通 入速 率 · 一 ’ ， 锰 结核粒 度 一 目 ， 碱锰的物质的量 的 比为 从 图 中可 以看 出 ， 液相氧化反 应后 ， ， ， 等金属 基 本 上 被分 配 到 渣 中 ， 而 分 配 到 滤 液 中的量很少 尤其是 和 在 渣 中的分配率 接近 ， 即使最低 的 也达 到 了 以上 这样就初步 实现 了这 些 金属 与 的分 离 ， 为 后 续金属 的富集和提取准备 了条件 褂牟娜芝芝目 碱锰的物质的量的比 碱锰的物质的 的比对 转化率的影响 ﹄、工‘ 弓 一， ，‘一组 触 址 目 川 叻 卜 刃。 「 滤液中 「 滤饼中 声 瓣余险碧 哥众周芝 、 一一一 二公么一 一 ‘ 一四叮 遥先 一万菊一瑜下赫下茄一节石币拓一能。 温度 ℃ 温度 ℃ 图 三相级化过程中铁铜裸钻的变化 代 ， ， · 别沈 结论 大洋多金属矿使 以铁锰氧化物为主相 的 复杂矿 物 ， 但锰 的 品位较 低 ， 并伴有硅 铝 酸盐 ， 耗 碱较大 ， 同时赋 存在 矿 物 中的变价金 属 氧 化物对 锰酸钾 的反 向分解有促进作用 虽然三相氧化反应需 要 在较高温 度下进 行 ， 但过高的温度在一 定程度上会降低总转化率 而 且 反 应 时 间也 并 非 越 长 越 好 ， 这 都 与逆 反 应 有关

Vol.28 No.1 李浩然簪：三相氧化法富集分高大洋多金属结核中有价金属 ·41· (3)大祥多金属矿三相氧化的最佳反应条件 的微生物没出方法：中国，Z100102747.6.2003-12-31 是：温度240℃，时间2h,碱锰的物质的量的比为 [3]李浩然，冯雅丽，欧阳藩，等.氧化锰矿中有价金属的微生 45,通气量0.5m3.h1,锰粉粒度为-200目； 物催化氧化还原辆合浸出方法：中国，2L00130238.8.2004 04-28 (4)液相氧化反应后Fe,Cu,Co,Ni等金属基 [4]李浩然，冯雅丽，歌阳藩，等。深海锰结核作生物固定化载 本上被分配到渣中，初步实现了这些金属与Mn 体处理染料废水.北京科技大学学报，2002,24(1)：11 的分离，为后续金属的富集和提取准备了条件. [5]李浩然，冯雅丽，歌阳藩，等。澈生物催化还原浸出深海锰 结核中有价金属.北京科技大学学报，2002,24(2)：153 参考文献 [6]杜竹玮，李浩然.嗜酸异养微生物还原漫出深海多金属结 [1】王淀佐，张亚辉，孙传尧.大弹多金属结核的处理技术评 核.有色金属，2005,57(1)：46 述.国外金属矿选矿，1996,33(9)：3 [7]郑文元，李浩然，水-矿-徽生物系统铁锰循环的生化过程 [2]李浩然，冯雅丽，歌阳藩，等，深海多金属结核中有价金属 有色金晨，2005,57(3)：67 Tri-phase oxidizing to enrich and separate valuable metals in polymetallic mod- ules LI Haoran2),FENG Yali2),LI Zuohu),WANG Yunshan) 1)The National Laboratory of Bio-chemical Engineering,Institute of Processing Engineering.Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080, China 2)Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Marine polymetallic nodules were mainly consisted of manganese and iron oxides.The exper- iments prove that it was feasible to extract manganese from nodules and enrich copper nickel cobalt oxides in the residues by the method of tri-phase oxidizing.The optimized parameters are:240C;2h;a ratio of the amount of substance of KOH/MnO2 about 45;an air supply of 0.5 m3.h;a particle size of powders less than 200 mesh.The enriching ratio of Fe and Ni is nearer 100%and those of Cu and Co are both more than 93%.The metals which located in the matrix might accelerate the decomposing of potassium manganete; for the potassium manganete was soluble,this reaction also realized the seperation of manganese and other metals. KEY WORDS polymetallic nodules;iron and manganese oxides;oxidation;conversion ratio

。 李浩然等 三相执化法，集分离大洋多金属结核中有价金属 ，， 厂︸ ﹄ 大洋多金属 矿三相氧化的最佳反 应条件 是 温度 ℃ ， 时 间 ， 碱锰的物 质 的量 的 比为 ， 通气量 衬 · 一 ‘ ， 锰粉粒度为 一 目 液相氧化反应后 ， ， ， 等金属 基 本上被分 配到 渣 中 ， 初步 实现 了这些 金 属 与 的分离 ， 为后 续金属 的富集和提取准备 了条件 工 ， 参 考 文 献 汇 王淀佐 ， 张 亚辉 ， 孙 传尧 大洋多金 属结核 的处 理 技 术评 述 国外全 矿选矿一 ， 〔 〕 李浩然 ， 冯雅丽 ， 欧 阳藩 ， 等 深海多金属 结核 中有价金属 的微生物浸 出方法 中国 ， 一 一 李浩然 ， 冯雅丽 ， 欧阳 落 ， 等 氧化锰矿 中有价金属 的 徽生 物催化氧化还原藕合浸 出方法 中国 ， 一 佗 李浩然 ， 冯雅丽 ， 欧阳 落 ， 等 深海锰结核作生物固 定化载 体处理染料废水 北京科技大学学报 ， ， 李浩然 ， 冯雅丽 ， 欧 阳藩 ， 等 微生物催化还原浸 出深海锰 结核中有价金属 北京科技大学学报 ， ， 杜竹玮 ， 李浩然 嗜酸异养微生物 还 原浸 出深海多金属 结 核 有色金属 ， 加 ， 郑文元 ， 李浩然 水一 矿一微生物 系统铁锰循环的生化过程 有色金属 ， ， 一 乙了场 ， ， 邓 介 ￡ ， 乙 叭 ， 谧 入 闹 而 明 ， 吧 ， 呀 飞 ， ， ， ， ， 鲍 一 飞 ℃ 耐 · 一 ’ 呢 ， 卯 昭