CN102719667B - 利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法及其助剂 - Google Patents
利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法及其助剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及利用电解锰废渣提取锰元素的生产工艺以及利用低品质锰矿提取锰元素的生产工艺，尤其是一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法及其助剂，包括如下步骤：在电解锰废渣或低品质锰矿中添加2.0-11.0％重量百分含量的权利要求1或2所述的助剂，充分混匀后粉碎至D50为2-6微米，然后用5-10倍重量的硫酸热浸提2-4次，过滤分离出浸提液即可供电解锰生产用。本发明方法是在电解锰废渣或低品质锰矿处理过程中添加助剂，并共同粉碎，使之发生某种程度的作用，然后使用硫酸热浸提，固液分离后，可使废渣中锰含量降低达到0.1％左右，甚至更低。
Description
技术领域
本发明涉及利用电解锰废渣提取锰元素的生产工艺以及利用低品质锰矿提取锰元素的生产工艺，尤其是一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法及其助剂。
背景技术
锰是现代工业中不可缺少的金属元素，锰金属是材料、冶金钢铁等行业不可或缺的重要原料之一，其中应用最为广泛的是作为不锈钢的添加元素，锰合金可改善材料的强度、耐腐蚀性和耐磨性。
目前，大多数企业均采用电解法生产金属锰的工艺路线，一般是以碳酸锰矿为原料，经过破碎、磨成矿粉。将矿粉装入到浸取罐，加入硫酸，加热浸提。使锰矿粉中的锰离子转变成硫酸盐，进入到溶液中，中和到中性(pH≈7)。固液分离去除残渣，向滤液中加入硫化物净化剂，使溶液中的镍、钴、铁等离子形成不溶性硫化物沉淀析出，再固液分离除去硫化物废渣，再加入适量的添加剂，得到合格的电解液。电解后，从电解槽中取出附有电沉积锰的阴极板，经过钝化、水洗、烘干等过程后，将金属锰从阴极板上剥下，即为锰成品。此法的优点是产品纯度高，可达99％。电解法生产的金属锰纯度高。
但是在电解锰渣中仍含有一定量残余金属锰(4—5％)，既浪费了资源，又污染了环境。雨水冲刷废渣，使一部分锰元素溶解，随雨水渗透到地下水中，使地下水锰元素含量超标，如果人们饮用了这些被污染的地下水，会引起一系列的疾病。
锰含量在30％以上的锰矿石为精矿，锰含量在20％以下的锰矿石为贫矿，贫锰矿经过选矿，可以使部分锰矿石达到精矿的要求，剩余部分为尾矿，锰含量在10％以下，也可以称作低品质锰矿。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，提取后能够使废渣或低品质锰矿中锰含量降低到0.1％左右，甚至更低；
本发明的目的之二是提供一种在上述方法中使用的助剂，采用该助剂有助于将锰转变成溶于水的硫酸盐类化合物，并有助于固液分离过程的进行。
一种助剂，其特别之处在于，以重量份计组成为：表面活性剂0.5—3.0重量份，碱0.5—5.0重量份，助滤剂1.0—3.0重量份。
其中表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠、十七碳烷基羧酸钠、拉开粉或焦磷酸钠，碱采用氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙或碳酸氢钠，助滤剂采用三氯化铁、三氯化铝或聚丙烯酰胺。
一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，其特别之处在于，包括如下步骤：在电解锰废渣或低品质锰矿中添加2.0—11.0％重量百分含量的权利要求1或2所述的助剂，充分混匀后粉碎至D50为2—6微米，然后用5—10倍重量的硫酸热浸提2—4次，最后过滤分离出的浸提液即可供电解锰生产用。
其中过滤分离是指再次添加助剂之中1.0—3.0重量份的助滤剂后，再真空抽滤使固液分离。
其中粉碎设备采用行星磨、球磨或搅拌磨机，使用的磨介为碳化硅球、氮化硅球、氧化锆球、陶瓷球或铸钢球。
其中硫酸的浓度为80—93wt％，热浸提温度95—100℃。
本发明方法是在电解锰废渣或低品质锰矿处理过程中添加助剂，并共同粉碎，使之发生某种程度的作用，然后使用硫酸热浸提，固液分离后，可使废渣中锰含量降低达到0.1％左右，甚至更低。本发明方法在机械力处理过程中使用了助剂，此助剂有助于锰转变成溶于水的硫酸盐类化合物。从而使电解锰废渣达到无害化，资源化，为提取电解锰废渣和低品位锰矿中的锰元素建立了一条新工艺路线。
“资源化、无害化、减量化”这是循环经济最重要的原则，改良电解锰的生产工艺，从电解锰渣中回收有价值的成分，即有利于提高资源的利用率，也有利于电解锰废渣的综合利用，实现清洁生产，解决电解锰废渣大量堆存，大量占用土地，难以处理的难题。有利于缓解环境和发展生产这一矛盾，实现电解金属锰行业的可持续发展。
附图说明
附图1为本发明中提取方法的工艺路线图。
具体实施方式
实施例1：
在电解锰废渣中添加6％重量百分含量的助剂，助剂以重量份计组成为十二烷基苯磺酸钠0.5份，氢氧化钾2.0份，三氯化铁2.0份，充分混匀后，一起粉碎至6微米；然后用85wt％硫酸热浸提，其中按重量比计固体粉末：液体硫酸=1：8，在95℃热浸提2次，然后补加前述的助滤剂三氯化铁1.5份，再真空抽滤使固液分离，从而过滤分离出固体物(厚度为20mm的滤饼)后，(酸浸提液)作为供电解锰生产用的电解液。
使用前还可根据具体电解工艺需要对酸浸提液进行调整，而固体物测定锰含量后，作为废弃物可按照国家规定要求进行综合利用或掩埋。
本例中粉碎机械使用球磨机，磨介为碳化硅磨球，直径20mm为10份，10mm为10份，5mm为8份。
实施例2：
在电解锰废渣中添加8％重量百分含量的助剂，助剂以重量份计组成为十七烷基苯羧酸钠0.5份，碳酸钠2.0份，三氯化铝2.5份，充分混匀后，一起粉碎至5微米；然后用90wt％硫酸热浸提，其中按重量比计固体粉末：液体硫酸=1：6，在98℃热浸提3次，然后补加前述的助滤剂三氯化铝3.0份，再真空抽滤使固液分离，从而过滤分离出固体物(厚度为20mm的滤饼)后，作为供电解锰生产用的电解液。
使用前还可根据需要对酸浸提液进行调整，而固体物测定锰含量后，作为废弃物可按照国家规定要求进行综合利用或掩埋。
本例中粉碎机械使用球磨机，磨介为铸钢磨球，直径20mm为10份，10mm为10份，5mm为8份。
实施例3：
在电解锰废渣中添加4％重量百分含量的助剂，助剂以重量份计组成为拉开粉0.5份，氧化钙1.5份，聚丙烯酰胺0.5份，充分混匀后，一起粉碎至3微米；然后用80wt％硫酸热浸提，其中按重量比计固体粉末：液体硫酸=1：9，在98℃热浸提2次，合并浸提液，然后补加前述的助滤剂聚丙烯酰胺1.5份，再真空抽滤使固液分离，从而过滤分离出固体物(厚度为20mm的滤饼)后，作为供电解锰生产用的电解液。
使用前还可根据需要对酸浸提液进行调整，而固体物测定锰含量后，作为废弃物可按照国家规定要求进行综合利用或掩埋。
本例中粉碎机械使用球磨机，磨介为陶瓷磨球，直径20mm为10份，10mm为10份，5mm为8份。
下表为采用实施例1、2、3方法处理后的具体效果：
另外经过实验证明，用低品质锰矿替换电解锰废渣后，提取效果无显著差异。
Claims (5)
1.一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法中使用的助剂，其特征在于，以重量份计组成为：表面活性剂0.5—3.0重量份，碱0.5—5.0重量份，助滤剂1.0—3.0重量份；
其中表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠、十七碳烷基羧酸钠、拉开粉或焦磷酸钠，碱采用氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙或碳酸氢钠，助滤剂采用三氯化铁、三氯化铝或聚丙烯酰胺。
2.一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，其特征在于，包括如下步骤：在电解锰废渣或低品质锰矿中添加2.0—11.0％重量百分含量的权利要求1所述的助剂，充分混匀后粉碎至D50为2—6微米，然后用5—10倍重量的硫酸热浸提2—4次，最后过滤分离出的浸提液即可供电解锰生产用。
3.如权利要求2所述的一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，其特征在于：其中过滤分离是指再次添加助剂之中1.0—3.0重量份的助滤剂后，再真空抽滤使固液分离。
4.如权利要求2所述的一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，其特征在于：其中粉碎设备采用球磨机，使用的磨介为碳化硅球、氮化硅球、氧化锆球、陶瓷球或铸钢球。
5.如权利要求2至4中任意一项所述的一种利用机械力化学法提取电解锰废渣或低品质锰矿中锰的方法，其特征在于：其中硫酸的浓度为80—93wt%，热浸提温度95—100℃。
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