CN103466830A - 一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其回收处理过程的步骤依次包括：（1）将废阳极液过滤后，加入氨水调节pH值至中性；（2）加入NH4HCO进行反应；（3）进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰渣；对碳酸锰渣相进行洗涤，得到碳酸锰；（4）将压滤后的清液硫酸铵溶液，调节pH值、加入草酸反应；（5）进行压滤，得到草酸镁渣和硫酸铵滤液；对草酸镁渣进行洗涤，得到草酸镁。本发明的方法，通过对阳极废液中的锰、镁、铵进行回收利用，解决了阳极液长期循环利用过程中存在的问题，减小了生产中存在的异常现象，改善了电解液结晶的现象，提高了产量、质量，降低了生产成本。
Description
技术领域
一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法。涉及一种湿法生产金属锰的废电解金属锰阳极液处理用方法的改进。
背景技术
在电解金属锰生产过程中，会产生大量的废阳极液。目前，对废阳极液的处理措施是将产生的阳极液返回制液工序继续制液，以此来循环利用。采用上述方法，由于长期循环使用会造成阳极液液相系统中的杂质含量不断升高，最终导致电解金属锰生产过程结晶现象严重，产量较低，质量较差，因此如何解决以上问题成为目前电解金属锰行业急需解决的难点。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效解决阳极液循环利用过程中存在的问题，降低了生产成本的电解金属锰阳极废液的回收处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其回收处理过程的步骤依次包括：
（1）将废阳极液过滤后，加入氨水调节pH值至中性；
（2）加入NH4HCO进行反应；
（3）进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰渣相；对碳酸锰渣相进行洗涤，得到碳酸锰；
（4）将压滤后的清液硫酸铵溶液，调节pH值、加入草酸反应；
（5）进行压滤，得到草酸镁渣和硫酸铵滤液；对草酸镁渣进行洗涤，得到草酸镁。
本发明的一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其步骤（2）的反应温度为50-57℃，加入NH4HCO3的量是根据阳极液中的锰含量按n（Mn）：n（NH4HCO3）=1：2.8计算。
本发明的一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其步骤（4）压滤后的清液利用氨水调节pH值至8.0，根据清液中的Mg含量,投加草酸，草酸按反应理论量的1.2-1.6倍加入。
本发明的一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，对阳极废液中的锰、镁、铵进行回收利用，其原理如下：
（1）根据阳极液中的锰、镁、碳酸盐的ksp相差较大，加入碳酸氢铵达到除阳极液中的锰的目的，其反应方程式如下。
MnSO4 +2NH4HCO3=MnCO3 ↓+（NH4）2SO4+CO2↑ +H2O
（2）根据镁与草酸根离子能生成溶解度较小的二水合草酸镁，其反应离子方程式是：
Mg2+ + C2O4 2- +2H2O =MgC2O4 ·2H2O↓。
根据阳极液中的锰、镁、碳酸盐的ksp相差较大，加入碳酸氢铵达到除阳极液中的锰，得到碳酸锰再进行利用，然后根据镁与草酸根离子能生成溶解度较小的二合水草酸镁，进行除去阳极液中的镁，得到二合水草酸镁进行外卖，最终产生的硫酸铵清液直接进行制液。
本发明的方法，通过对阳极废液中的锰、镁、铵进行回收利用，解决了阳极液长期循环利用过程中存在的问题，减小了生产中存在的异常现象，改善了电解液结晶的现象，提高了产量、质量，降低了生产成本。
具体实施方式
一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其回收处理过程的步骤依次包括：（1）将废阳极液过滤后，加入氨水调节pH值至中性；（2）加入NH4HCO进行反应；（3）进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰渣相；对碳酸锰渣相进行洗涤，得到碳酸锰；（4）将压滤后的清液硫酸铵溶液，调节pH值、加入草酸反应；（5）进行压滤，得到草酸镁渣和硫酸铵滤液；对草酸镁渣进行洗涤，得到草酸镁。
操作的步骤如下：
（1）在制液桶打入阳极液，开启搅拌器，利用氨水调节pH值至7.0，并取样分析。
（2）将反应温度控制在50-57℃，根据阳极液中的锰含量按n（Mn）：n（NH4HCO3）=1：2.8 投入NH4HCO3。
（3）反应结束后，进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰的固体物质，达到除去液体中锰的目的，将得到的硫酸铵滤液送样分析，并对碳酸锰渣进行洗涤，得到较纯的碳酸锰进行回收利用；
（4） 压滤后的清液利用氨水调节pH值至8.0，根据清液中的Mg含量,投加草酸，草酸按1.2-1.6倍加入，同时用氨水调节pH值在8.0左右，在常温下进行反应。
（5） 反应完成后进行压滤，得到草酸镁和硫酸铵滤液，硫酸铵清液直接进行制液，对草酸镁渣进行洗涤，得到较纯的草酸镁进行回收外卖。
本发明的方法的处理过程，硫酸铵含量增加约为60%，加入碳酸氢铵后，镁含量的浓度降低，主要是MnCO3生成，MnCO3 沉淀吸附和包裹了Mg离子使其浓度下降，经过处理完阳极液中的锰、镁后，清液杂质基本没有；渣经过洗涤后锰含量增加30%，镁含量增加35%。可以得到较为纯净碳酸锰和草酸镁。
实施例1
（1）在浸取桶打入废阳极液，开启搅拌器，利用氨水调节pH值至7.0，并取样进行常规分析和ICP杂质分析。阳极液常规分析结果如下：
| 名称 | Mn | （NH4）2SO4 | H+ | 温度 |
| 参数 | 18.8g/L | 94.5g/L | 19.61g/L | 26℃ |
阳极液ICP分析结果如下：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量 | 0.0022 | 0.0001 | 0.0001 | 0.017 | 0.007 | 1.39 | 21.6 |
（3）将反应温度控制在50℃，根据阳极液中的锰含量按n（Mn）：n（NH4HCO3）=1：2 投入NH4HCO3。
（4） 反应1小时后，进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰的固体物质，达到除去液体中锰的目的，得到硫酸铵滤液送样分析，并对碳酸锰渣进行洗涤，得到较纯的碳酸锰进行回收利用。
滤液常规分析：
| 名称 | Mn | （NH4）2SO4 | pH |
| 参数（g/L） | 0.8 | 123 | 6.5 |
滤液ICP分析：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量g/L | 0.0017 | 0.0009 | 0.0047 | 0.014 | 0.0025 | 0.72 | 15.6 |
碳酸锰渣ICP分析：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量% | 0.0021 | 0.0018 | 0.33 | 0.0001 | 0.0001 | 0.60 | 3.61 | 33.45 |
将部分过滤渣进行洗涤、烘干处理后进行ICP全分析，结果如下：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量 | 0.0007 | 0.0008 | 0.030 | 0.0001 | 0.0010 | 0.62 | 2.08 | 43.44 |
（5）压滤后的清液利用氨水调节pH值至8.0，根据清液中的Mg含量,投加草酸，草酸按1.2倍加入，同时用氨水调节pH值在8.0左右，在常温下进行反应。
（6）反应完成后进行压滤，得到草酸镁和硫酸铵滤液。
硫酸铵滤液常规分析：
| 名称 | Mn（g/L） | （NH4）2SO4（g/L） | pH |
| 参数（g/L） | 0.1 | 151 | 7.5 |
硫酸铵滤液分析：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量g/L | 0.0007 | 0.0001 | 0.0001 | 0.0040 | 0.0014 | 0.20 | 0.40 |
（6） 渣洗涤、烘干后进行杂质分析，结果如下：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量 | 0.0018 | 0.0005 | 0.056 | 0.0001 | 0.0033 | 0.38 | 13.43 | 1.99 |
实施例2
（1）在浸取桶打入废阳极液，开启搅拌器，利用氨水调节pH值至7.0，并取样进行常规分析和ICP杂质分析。阳极液常规分析结果如下：
| 名称 | Mn | （NH4）2SO4 | H+ | 温度 |
| 参数 | 18.8g/L | 94.5g/L | 19.61g/L | 26℃ |
阳极液ICP分析结果如下：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量 | 0.0022 | 0.0001 | 0.0001 | 0.017 | 0.007 | 1.39 | 21.6 |
（3）将反应温度控制在57℃，根据阳极液中的锰含量按n（Mn）：n（NH4HCO3）=1：2 投入NH4HCO3。
（4） 反应1小时后，进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰的固体物质，达到除去液体中锰的目的，得到硫酸铵滤液送样分析，并对碳酸锰渣进行洗涤，得到较纯的碳酸锰进行回收利用。
滤液常规分析：
| 名称 | Mn | （NH4）2SO4 | pH |
| 参数（g/L） | 0.8 | 123 | 6.5 |
滤液ICP分析：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量g/L | 0.0017 | 0.0009 | 0.0047 | 0.014 | 0.0025 | 0.72 | 15.6 |
碳酸锰渣ICP分析：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量% | 0.0021 | 0.0018 | 0.33 | 0.0001 | 0.0001 | 0.60 | 3.61 | 33.45 |
将部分过滤渣进行洗涤、烘干处理后进行ICP全分析，结果如下：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量 | 0.0007 | 0.0008 | 0.030 | 0.0001 | 0.0010 | 0.62 | 2.08 | 43.44 |
（5）压滤后的清液利用氨水调节pH值至8.0，根据清液中的Mg含量,投加草酸，草酸按1.6倍加入，同时用氨水调节pH值在8.0左右，在常温下进行反应。
（6）反应完成后进行压滤，得到草酸镁和硫酸铵滤液。
硫酸铵滤液常规分析：
| 名称 | Mn（g/L） | （NH4）2SO4（g/L） | pH |
| 参数（g/L） | 0.1 | 151 | 7.5 |
硫酸铵滤液分析：（单位：g/l）
| 名称 | Zn | Co | Ni | Fe | Cu | Ca | Mg |
| 含量g/L | 0.0007 | 0.0001 | 0.0001 | 0.0040 | 0.0014 | 0.20 | 0.40 |
（6） 渣洗涤、烘干后进行杂质分析，结果如下：（单位：%）
| 名称 | Zn | Cu | Fe | Co | Ni | Ca | Mg | Mn |
| 含量 | 0.0018 | 0.0005 | 0.056 | 0.0001 | 0.0033 | 0.38 | 13.43 | 1.99 |
Claims (3)
1.一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其回收处理过程的步骤依次包括：
（1）将废阳极液过滤后，加入氨水调节pH值至中性；
（2）加入NH4HCO进行反应；
（3）进行压滤，得硫酸铵的溶液及碳酸锰渣相；对碳酸锰渣相进行洗涤，得到碳酸锰；
（4）将压滤后的清液硫酸铵溶液，调节pH值、加入草酸反应；
（5）进行压滤，得到草酸镁渣和硫酸铵滤液；对草酸镁渣进行洗涤，得到草酸镁。
2.根据权利要求1所述的一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其步骤（2）的反应温度为50-57℃，加入NH4HCO3的量是根据阳极液中的锰含量按n（Mn）：n（NH4HCO3）=1：2.8计算。
3.根据权利要求1所述的一种电解金属锰阳极废液的回收处理方法，其特征在于其步骤（4）压滤后的清液利用氨水调节pH值至8.0，根据清液中的Mg含量,投加草酸，草酸按反应理论量的1.2-1.6倍加入。
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