CN103627900B - 一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法 - Google Patents

一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于硫酸锰净化技术，特别涉及一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法。本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法分析试验过程中各个操作步骤与现生产工艺的区别，在实际操作中找到不足，并提出改进方案。本发明使用全碳酸制液，引入氨水、SDD、BaS、硅藻土对溶液进行处理，结合实际情况调节添加量及添加顺序。本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法处理后的新液质量大幅提高，重金属元素在溶液中的含量普遍下降，达到生产要求，而且大幅降低生产成本，产生了较大的经济效益。

Description

一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法
技术领域
本发明属于硫酸锰净化技术，特别涉及一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法。
背景技术
现有技术金属锰生产稳定性差，受矿源变化制液质量得不到保障，电解槽液pH值逐渐升高析氢析氨严重，产量下降明显成本居高不下。特别是除杂方法单一、缺乏对新型除杂方法的研究和创新，以及电解应对指标变化时指标如何相应的调整方法过少和效果不佳，严重制约着实际生产，为此急需探索新的除杂优化溶液质量的工艺。
发明内容
本发明的目的是：提供了一种能够有效去除重金属的全碳酸浸出硫酸锰除杂方法。
本发明的技术方案是：一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其包括如下步骤：
第一步：加入电解反应阳极液体积V，搅拌后取样测Mn2+、H+，作为计算投矿粉和酸量的依据，记录温度，其中，阳极液为硫酸锰、硫酸铵溶液；
第二步：根据计算结果先投完MnCO3，再投入浓硫酸，反应总时间至少为5小时，以有充足的反应时间，提高矿粉的浸出率，取样测Mn2+、H+、温度，并记录；
第三步：碳酸锰粉反应终点，留样进行抽滤，滤液测Mn2+、H+，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水分，通过检测结果反算矿粉的浸出率和耗酸量，如未达到预定值则表明酸矿比和矿粉品味的设定值有偏差，应根据浸出反应数据重新调节酸矿比和矿粉品味；
第四步：补加MnCO3矿粉降酸，使余酸≤2.0g/l，取样；
第五步：加入冶金锰粉除铁，根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe3+，根据检测数据计算理论消耗量进行投加；
第六步：用氨水调和pH值，使得pH在5.5-5.7之间；
第七步：加入硅藻土除杂；
在pH值控制在5.0～5.3时杂质形成沉淀悬浮体，加入硅藻土。利用硅藻土的强吸附性将其吸附，形成大分子物便于在粗滤时与滤渣固液分离开，达到将杂质有效排除溶液体系外，提高溶液质量的目的；
第八步：经过一次压滤，先加入SDD再加入BaS进行净化除杂；
第九步：经过二次压滤，净置池中加入H2O2，利用H2O2强氧化性进一步对净化池溶液中Fe2+去除掉，反应至少半个小时后再加入亚硫酸铵和活性炭，去除能与硒反应的杂质；
第十步：三次压滤后，加入SeO2为0.035-0.037g/L，确保电解生产的持续稳定的运行；
第十一步：电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应，重新返回化合槽进行制取生产所需的硫酸锰溶液，从而回收利用阳极液中的Mn2+、H2SO4、(NH4)2SO4，促成生产系统闭路循环。
第二步中：加碳酸锰粉的计算式:a＝(40－ρ1)×V÷β1，
其中，a—应加碳酸锰粉质量g，ρ1—阳极液Mn2+浓度g/l，V—加入阳极液总体积，β1—碳酸锰品位；
加硫酸的计算式：b＝a×β2–VCH+
其中，β2—酸矿比，CH+—废液酸。
第四步中，补加碳酸锰量：b＝H+×V÷β2
其中，b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比。
所述的全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其第一步：加入电解反应阳极液体积为10m3；
第五步：加入冶金锰粉除铁量为5g/L至少30min后定性Fe2+；
第七步：加入硅藻土量为1.5g/L；
第八步：经过一次压滤，加入SDD的量为0.5g/L，反应半个小时，加入BaS的量为0.4g/L，反应半个小时；
第九步：经过二次压滤，净置池中加入0.116g/L质量浓度为27％H2O2。
本发明的技术效果是：本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法处理后的新液质量大幅提高，重金属元素在溶液中的含量普遍下降，达到生产要求，而且大幅降低生产成本，产生了较大的经济效益。
附图说明
图1本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明：
本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法利用硫化钡对某些重金属硫化效果比较好进行深度除杂净化。
实验原理如下：
H2O2+2Fe2++2H+＝2H2O+2Fe3+
MeSO4+BaS＝MeS+BaSO4
本发明全碳酸浸出硫酸锰除杂方法其具体实施过程如下：
第一步：加入电解反应阳极液体积V，搅拌5分钟后取样测Mn2+、H+，作为计算投矿粉和酸量的依据，记录温度，其中，阳极液为硫酸锰、硫酸铵溶液：10m3；
第二步：根据计算结果先投完MnCO3，再投入浓硫酸，反应总时间为5小时，以有充足的反应时间，提高矿粉的浸出率，期间每隔1小时取样测Mn2+、H+、温度，并记录，
其中，加碳酸锰粉计算式:a＝(40－ρ1)×V÷β1
注：a—应加碳酸锰粉质量g，ρ1—阳极液Mn2+浓度g/l，V—加入阳极液总体积，β1—碳酸锰品位；
加硫酸计算式：b＝a×β2–VCH+
注：β2—酸矿比，CH+—废液酸；
第三步：碳酸锰粉反应终点，留样进行抽滤，滤液测Mn2+、H+，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份，通过检测结果反算矿粉的浸出率和耗酸量，如未达到预定值则表明酸矿比和矿粉品味的设定值有偏差，应根据浸出反应数据重新调节酸矿比和矿粉品味；
第四步：补加MnCO3矿粉降酸，使余酸≤2.0g/l，取样；
其中，补加碳酸锰量：b＝H+×V÷β2
b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比；
第五步：加入冶金锰粉除铁5g/L(根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe3+，根据检测数据计算理论消耗量进行投加。溶液中Fe2+含量高低直接影响溶液的质量，因为Fe与Mn的电极电势相近，在Mn电解析出过程中，影响电解的电效和产量)，30min定性Fe2+；
第六步：浸出中和pH＝5.5-5.7
用氨水调和pH值，使得pH在5.5-5.7之间；
第七步：加入硅藻土为1.5g/L；
在pH值控制在5.0～5.3时杂质形成沉淀悬浮体，利用硅藻土的强吸附性将其吸附，形成大分子物便于在粗滤时与滤渣固液分离开，达到将杂质有效排除溶液体系外，提高溶液质量的目的；
第八步：经过一次压滤，加入SDD为0.5g/L，反应半个小时，加入BaS为0.4g/L，反应半个小时；
在某实施例中，通过试验结果可以得出在一升溶液中先加入0.5g SDD再加入0.4g BaS的净化除杂效果最好；
第九步：经过二次压滤，净置池中加入0.116g/L浓度为27％的H2O2，利用H2O2强氧化性进一步对净化池溶液中Fe2+去除掉，反应半个小时后再加入亚硫酸铵和活性炭，将溶液中有害杂质(主要针对能与硒反应的杂质)预先除掉，消除了因有害杂质消耗二氧化硒的现象；
第十步：三次压滤后，加入SeO2为0.035-0.037g/L，确保电解生产的持续稳定的运行；
第十一步：电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应，重新返回化合槽进行制取生产所需的硫酸锰溶液，从而回收利用阳极液中的Mn2+、H2SO4、(NH4)2SO4，促成生产系统闭路循环。
实施例：
SDD和BaS混合使用：取4000ml液分为8份每份500ml，在pH＝5.50、温度＝25℃的情况下，按照下表加入不同的SDD(溶液45％)和硫化钡，探讨SDD和BaS的量和加入顺序。其中N＝4g m＝0.5g
实验内容
编号 SDD BaS 先后 定性
① N \ SDD 无
② 4/5N 1/5m SDD 无
③ 3/5N 2/5m SDD 无
④ 2/5N 3/5m SDD 无
⑤ 4/5N 1/5m BaS 无
⑥ 3/5N 2/5m BaS 无
⑦ 2/5N 3/5m BaS 无
⑧ \ m BaS 无
溶液微量元素检测结果
Mn2+ Fe2+ Fe Co Ni Zn pH
中和掖 36.56 0.00014 0.00015 0.0022 0.0033 0.0023 5.31
硫化液① 36.26 0.000054 0.00006 0.0001 0.00012 0.0013 5.81
硫化液② 36.26 0.000097 0.00011 0.00045 0.0001 未检出 5.88
硫化液③ 36.26 0.00014 0.00015 0.0004 0.000097 未检出 5.92
硫化液④ 36.43 0.00013 0.00017 未检出 0.000083 0.00052 5.89
硫化液⑤ 36.09 0.00012 0.00015 0.0005 0.000093 0.00066 5.81
硫化液⑥ 36.09 0.00016 0.00017 0.0012 0.000097 0.001 5.88
硫化掖⑦ 36.09 0.0002 0.00022 0.00085 0.000094 0.00016 5.89
硫化液⑧ 36.43 0.00013 0.00014 0.0009 0.0013 未检出 5.97
从上面的数据表中可以得出：在这个条件下SDD除Co、Ni的效果比较好，单独加入BaS，Co、Ni无法达标，而BaS对Zn影响比较大。从数据上可以得出在一升溶液中先加入0.5g SDD再加入0.4g BaS效果最好。
因此采用本方案制取硫酸锰电解溶液后，溶液中的杂质含量大幅降低，且溶液质量稳定；电解液进入电解槽电解生产后，同等输出电流下槽电压降低，总耗电量也随之降低，产量增加，产品吨电耗降低，相对于现有技术，产生了积极的技术效果。

Claims (4)

1.一种全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：加入电解反应阳极液体积V，搅拌后取样测Mn2+、H+，作为计算投矿粉和酸量的依据，记录温度，其中，阳极液为硫酸锰、硫酸铵溶液；
第二步：根据计算结果先投完MnCO3，再投入浓硫酸，反应总时间至少为5小时，以有充足的反应时间，提高矿粉的浸出率，取样测Mn2+、H+、温度，并记录；
第三步：碳酸锰粉反应终点，留样进行抽滤，滤液测Mn2+、H+，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份，通过检测结果反算矿粉的浸出率和耗酸量，如未达到预定值则表明酸矿比和矿粉品味的设定值有偏差，应根据浸出反应数据重新调节酸矿比和矿粉品味；
第四步：补加MnCO3矿粉降酸，使余酸≤2.0g/l，取样；
第五步：加入冶金锰粉除铁，根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe3+，根据检测数据计算理论消耗量进行投加；
第六步：用氨水调和pH值，使得pH在5.5-5.7之间；
第七步：加入硅藻土除杂；
在pH值控制在5.0～5.3时杂质形成沉淀悬浮体，加入硅藻土，利用硅藻土的强吸附性将其吸附，形成大分子物便于在粗滤时与滤渣固液分离开，达到将杂质有效排除溶液体系外，提高溶液质量的目的；
第八步：经过一次压滤，先加入SDD再加入BaS进行净化除杂；
第九步：经过二次压滤，净置池中加入H2O2，利用H2O2强氧化性进一步对净化池溶液中Fe2+去除掉，反应至少半个小时后再加入亚硫酸铵和活性炭，去除能与硒反应的杂质；
第十步：三次压滤后，加入SeO2为0.035-0.037g/L，确保电解生产的持续稳定的运行；
第十一步：电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应，重新返回化合槽进行制取生产所需的硫酸锰溶液，从而回收利用阳极液中的Mn2+、H2SO4、(NH4)2SO4，促成生产系统闭路循环。
2.根据权利要求1所述的全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其特征在于，第二步中，加碳酸锰粉的计算式:a＝(40－ρ1)×V÷β1，
其中，a—应加碳酸锰粉质量g，ρ1—阳极液Mn2+浓度g/l，V—加入阳极液总体积，β1—碳酸锰品位；
加硫酸的计算式：b＝a×β2–VCH+
其中，β2—酸矿比，CH+—废液酸。
3.根据权利要求1所述的全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其特征在于，第四步中，补加碳酸锰量：b＝H+×V÷β2
其中，b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比。
4.根据权利要求1至3任一项所述的全碳酸浸出硫酸锰除杂方法，其特征在于，第一步：加入电解反应阳极液体积为10m3；
第五步：加入冶金锰粉除铁量为5g/L至少30min后定性Fe2+；
第七步：加入硅藻土量为1.5g/L；
第八步：经过一次压滤，加入SDD的量为0.5g/L，反应半个小时，加入BaS的量为0.4g/L，反应半个小时；
第九步：经过二次压滤，净置池中加入0.116g/L质量浓度为27％H2O2。
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