582 工程科学学报，第42卷，第5期 0.92%,浸出效果较好.继续降低pH值虽然能继续 影响较小，这是因为实验所用锰中矿已经经过磨 提高锰精矿品位，但提高并不明显，而酸耗却在不 细处理，矿粉比表面积大，比较容易做到均匀浆 断增加，pH值偏低也会对反应容器的耐腐蚀性提 化，较有利于锰矿中方解石的溶出.搅拌转速低 出更高要求，这些因素都会导致工业应用成本提 于200rmin时，矿浆搅动变弱，传质条件变差， 高.因此，浸出pH值选择3较为合适 产出锰精矿品位偏低.搅拌转速大于200rmin, 3.4.2浸出时间的影响 锰精矿品位变化趋于稳定.工业应用时，搅拌转速 在浸出pH为3，搅拌转速200rmin,液固比 过快，会增加矿浆对反应容器的磨损，搅拌转速不 4:1mLg条件下，浸出时间对产出锰精矿品位 宜过高.因此搅拌转速选择200rmin较为恰当， 的影响如图6(b)所示.随着浸出时间的增加，锰精 在此条件下，产出锰精矿品位为54.43%，钙、硅的 矿品位不断提高，钙含量因方解石的溶出而不断 质量分数分别为0.49%和1.29% 减少，但总体变化趋势较为平稳，锰精矿品位都在 3.4.4浸出液固比的影响 54%以上.锰矿盐酸浸出属于典型的液固反应，浸 在浸出pH为3，浸出时间2h,搅拌转速 出时间越长，盐酸与可溶性物质反应就越充分，得 200rmin条件下，浸出液固比对产出锰精矿品位 到的锰精矿的品位也就越高.但考虑到生产效率， 的影响如图6(d)所示.可以看出，适当提高液固 浸出时间不宜过长，且浸出时间大于1.5h后，锰 比，可以提高锰精矿品位.当浸出液固比较小时， 精矿品位已趋于稳定.当浸出时间为1.5h时，锰 浸出效果较差，这是因为液固比较小时，矿浆较为 精矿品位达到54.45%，钙、硅的质量分数分别为 浓稠，搅拌传质条件差，不利于液固反应的进行 0.47%和1.30%，达到了很好的浸出效果，浸出时 随着浸出液固比的增加，传质条件变好，方解石溶 间选择1.5h较为合适 出更加完全，钙含量不断减小，锰精矿品位不断提 3.4.3搅拌转速的影响 高.但实际工业应用时，浸出液固比过高会增加成 在浸出pH为3，浸出时间2h,液固比4：1mLg 本投入，降低生产效率，不宜采用较高的液固比 条件下，搅拌转速对产出锰精矿品位的影响如 综合考虑，浸出液固比选择4：1mLg较为合适， 图6(c)所示.可以看出搅拌转速对锰精矿品位的 产出锰精矿品位为53.46%，钙、硅的质量分数分 55.0 (a) (b) 54.5 50 54.0 48 0.5 1.0 1.5 2.0 Time/h (c) (d) 55.0 56 54 54.5 54.0 号50 100200 300 400 2:1 3:1 4：1 5:1 Rotating speed of agitator/(rmin) Liquid-soild ratio/(mL'g-) 图6不同浸出条件对锰精矿品位的影响.(a)pH:(b)时间：(c)搅拌转速：(d)液固比 Fig.6 Effect of different leaching conditions on the grade of manganese concentrates:(a)pH;(b)time;(c)rotating speed of agitator,(d)liquid-solid ratio0.92%，浸出效果较好. 继续降低 pH 值虽然能继续 提高锰精矿品位，但提高并不明显，而酸耗却在不 断增加，pH 值偏低也会对反应容器的耐腐蚀性提 出更高要求，这些因素都会导致工业应用成本提 高. 因此，浸出 pH 值选择 3 较为合适. 3.4.2 浸出时间的影响 在浸出 pH 为 3，搅拌转速 200 r·min−1，液固比 4∶1 mL·g−1 条件下，浸出时间对产出锰精矿品位 的影响如图 6（b）所示. 随着浸出时间的增加，锰精 矿品位不断提高，钙含量因方解石的溶出而不断 减少，但总体变化趋势较为平稳，锰精矿品位都在 54% 以上. 锰矿盐酸浸出属于典型的液固反应，浸 出时间越长，盐酸与可溶性物质反应就越充分，得 到的锰精矿的品位也就越高. 但考虑到生产效率， 浸出时间不宜过长，且浸出时间大于 1.5 h 后，锰 精矿品位已趋于稳定. 当浸出时间为 1.5 h 时，锰 精矿品位达到 54.45%，钙、硅的质量分数分别为 0.47% 和 1.30%，达到了很好的浸出效果，浸出时 间选择 1.5 h 较为合适. 3.4.3 搅拌转速的影响 在浸出pH 为3，浸出时间2 h，液固比4∶1 mL·g−1 条件下，搅拌转速对产出锰精矿品位的影响如 图 6（c）所示. 可以看出搅拌转速对锰精矿品位的 影响较小，这是因为实验所用锰中矿已经经过磨 细处理，矿粉比表面积大，比较容易做到均匀浆 化，较有利于锰矿中方解石的溶出. 搅拌转速低 于 200 r·min−1 时，矿浆搅动变弱，传质条件变差， 产出锰精矿品位偏低. 搅拌转速大于 200 r·min−1 ， 锰精矿品位变化趋于稳定. 工业应用时，搅拌转速 过快，会增加矿浆对反应容器的磨损，搅拌转速不 宜过高. 因此搅拌转速选择 200 r·min−1 较为恰当， 在此条件下，产出锰精矿品位为 54.43%，钙、硅的 质量分数分别为 0.49% 和 1.29%. 3.4.4 浸出液固比的影响 在 浸 出 pH 为 3， 浸 出 时 间 2 h， 搅 拌 转 速 200 r·min−1 条件下，浸出液固比对产出锰精矿品位 的影响如图 6（d）所示. 可以看出，适当提高液固 比，可以提高锰精矿品位. 当浸出液固比较小时， 浸出效果较差，这是因为液固比较小时，矿浆较为 浓稠，搅拌传质条件差，不利于液固反应的进行. 随着浸出液固比的增加，传质条件变好，方解石溶 出更加完全，钙含量不断减小，锰精矿品位不断提 高. 但实际工业应用时，浸出液固比过高会增加成 本投入，降低生产效率，不宜采用较高的液固比. 综合考虑，浸出液固比选择 4∶1 mL·g−1 较为合适， 产出锰精矿品位为 53.46%，钙、硅的质量分数分 Grade of manganese concentrates/% 54 52 50 48 Grade of manganese concentrates/% 56 54 52 50 Grade of manganese concentrates/%55.0 (a) (b) (c) (d) 54.5 54.0 Grade of manganese concentrates/% 55.0 54.5 54.0 1 2 3 4 pH 100 200 300 400 Rotating speed of agitator/(r·min−1) 2∶1 3∶1 4∶1 5∶1 Liquid-soild ratio/(mL·g−1) 0.5 1.0 1.5 2.0 Time/h 图 6 不同浸出条件对锰精矿品位的影响. （a） pH；（b） 时间；（c） 搅拌转速；（d） 液固比 Fig.6 Effect of different leaching conditions on the grade of manganese concentrates: (a) pH; (b) time; (c) rotating speed of agitator; (d) liquid-solid ratio · 582 · 工程科学学报，第 42 卷，第 5 期