CN104891530B - 一种电解锰渣中回收铵根的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电解锰渣中回收铵根的方法，属于一种固体废物处理方法，包括将电解渣与碱性药剂混合反应、氨气洗涤、氨气吸收和浓缩干燥得到硫酸铵产品；本发明通过电解猛渣在水溶液中与碱性药剂反应，使得的铵根大部分转化为氨气，在通过氨气洗涤、硫酸吸收后浓缩结晶和干燥处理得到硫酸铵产品，通过上述工艺，能够使电解猛渣中的铵根大部分都转化到硫酸铵产品中，使得铵根得到有效地分离。

Description

一种电解锰渣中回收铵根的方法

技术领域

本发明涉及一种固体废物处理方法，尤其涉及一种电解锰渣中回收铵根的方法。

背景技术

电解锰是我国黑色冶金领域的第二大行业。根据目前的碳酸锰矿品位，每生产1吨电解金属锰排放6～10吨锰渣，我国存量锰渣已达5000万吨以上，同时每年新增1000多万吨锰渣。锰渣含有多种有价成分，实现其“变废为宝”才能从根本上解决废弃物带给环境的压力和污染，这对于我国电解锰行业的可持续健康发展和环境保护具有重要意义。

电解锰渣含有的硫酸锰、硫酸铵及其它硫酸盐均是水溶性，大量高浓度渗滤液对当地水体潜在巨大环境风险。目前有专利和论文报道过，采用碱性添加剂对锰渣进行处理。CN102161048A专利公开了一种电解锰渣无害化处理方法，包括：第一步加入生石灰粉和水，并加入一定量的硅酸盐类添加剂搅拌；第二步在搅拌装置中加入一定量的水溶性树脂磺酸盐类添加剂和氧化剂氯化铁；第三步搅拌、回收氨气再干燥处理。CN103286116A公开了一种无害化处理电解锰渣的方法，以氧化钙和磷酸钠为药剂。除此之外，文献也报道了一些电解锰渣的无害化研究，如胡南等发表的硫酸锰废渣的浸出毒性及无害化处理的研究，彭德姣等的硫酸锰废渣的浸出毒性及处理研究，葛晓霞等的硫酸锰废渣无害化及资源化研究，均提出采用生石灰处理电解锰渣。这些方法虽然对固化锰有较好的效果，但生石灰或生石灰组合其他药剂的添加量都比较高，CN102161048A中，向74～80重量份的锰渣中加入8.8～13重量份的生石灰粉、4.5～9.5重量份的水，以及0.8～1.3重量份的硅酸钠。CN103286116A中，磷酸钠与干电解锰渣的质量比为3～5％，氧化钙与干电解锰渣的质量比为5～10％；CN104529196A中，将电解锰渣中添加碱性物质混合间接加热200～500℃，其碱性物质为生石灰、熟石灰、煅烧白云石、电石渣、钢渣、赤泥或其它以CaO化学组成为主的物料；CN104307849A中，将电解猛渣与碱性药剂混合，并且加入六偏磷酸钠，加入的碱性药剂为电解锰渣重量的6％-8％，六偏磷酸钠为电解锰渣重量的0.1％-0.5％；采用上述途径其效率低，成本大；如何处理电解锰渣并使其获得大规模利用的经济性技术是推动电解锰渣利用的关键所在。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解锰渣中回收铵根的方法，具体包括以下步骤：

1)将电解猛渣粉粹至50～200目后，添加碱性药剂、水溶性树脂磺酸盐类添加剂，以及磷酸钠和硅酸钠的混合物，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应50～100min，得到氨气，

其中，碱性药剂的用量占电解猛渣的6.5～9％，所述的水溶性树脂磺酸盐类添加剂的用量占电解猛渣的0.1～1％，所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的用量占电解猛渣的0.1～0.5％；

2)将步骤1)得到的氨气置于pH值为10～12的碱性溶液中洗涤；并且该碱性溶液的温度保证在50～90℃；

3)将步骤2)洗涤后的氨气用浓度为10～50％硫酸溶液进行吸收，对液体进行冷却结晶、干燥脱水得到硫酸铵产品。

进一步的，所述的步骤1)中的碱性药剂为80～90％的生石灰、10～20％的熟石灰组成。

进一步的，所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的混合比例为60～80％的磷酸钠和20～40％的硅酸钠。

进一步的，所述的步骤2)的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾溶液中的一种。

进一步的，所述的步骤2)的碱性溶液为氢氧化钙溶液。

进一步的，所述的步骤步骤1)中添加碱性药剂和水溶性树脂磺酸盐类添加剂的具体步骤为：

①先将水溶性树脂磺酸盐类添加剂在电解锰渣中，添加占电解猛渣的4～5％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

②添加占电解猛渣的2～3％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

③添加占电解猛渣的0.5～1％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

整个过程持续50～100min。

本发明的有益效果在于：本发明通过电解猛渣在水溶液中与碱性药剂反应，使得的铵根大部分转化为氨气，在通过氨气洗涤、硫酸吸收后浓缩结晶和干燥处理得到硫酸铵产品，通过上述工艺，能够使电解猛渣中的铵根大部分都转化到硫酸铵产品中，使得铵根得到有效地分离；同时本发明还有以下特点：

1)本发明的碱性药剂为生石灰和熟石灰的混合物，在水溶液中反应时，其熟石灰更加容易电解猛渣中的铵根反应；

2)本发明的中添加磷酸钠和硅酸钠的混合物，能够促使碱性药剂与电解猛渣中的铵根反应，使得电解猛渣中的铵根大量转化为氨气；

3)本发明电解猛渣与碱性药剂反应阶段，将碱性药剂分批次的添加，在保证铵根大部分转化为氨气的同时，减少碱性药剂的用量；

4)本发明电解猛渣与碱性药剂反应阶段，添加水溶性树脂磺酸盐类添加剂，可以使溶液中溶解的氨气溢出的更多，保证铵根更多地转化为本发明的产品硫酸铵。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例一

本发明提供了一种电解锰渣中回收铵根的方法，具体包括以下步骤：

1)将1t电解猛渣粉粹至50～200目后，添加碱性药剂、水溶性树脂磺酸盐类添加剂，以及磷酸钠和硅酸钠的混合物，并且加热温度到60℃，搅拌反应50min，得到氨气，

其中，所述的碱性药剂的用量占电解猛渣的6.5～9％，碱性药剂为90％的生石灰、10％的熟石灰组成；所述的水溶性树脂磺酸盐类添加剂的用量占电解猛渣的0.1％；所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的用量占电解猛渣的0.1％，并且磷酸钠和硅酸钠的混合物的混合比例为80％的磷酸钠和20％的硅酸钠；

上述的具体步骤为：

①先将水溶性树脂磺酸盐类添加剂在电解猛渣的水溶液中，添加占电解猛渣的4～5％碱性药剂，并且加热温度到60℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5min；

②添加占电解猛渣的2～3％碱性药剂，并且加热温度到60℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5min；

③添加占电解猛渣的0.5～1％碱性药剂，并且加热温度到60℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5min；

整个过程持续50min；

上述反应过程中将氨气收集，反应结束后，过滤得到虑液和滤渣，滤渣可用于生产水泥；

2)将步骤1)得到的氨气置于pH值为10的碱性溶液中洗涤，并且该碱性溶液的温度保证在50℃；

上述中碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾溶液中的一种，本实施例选择氢氧化钙溶液；

3)将步骤2)洗涤后的氨气用浓度为10％硫酸溶液进行吸收，并且采用对氨气循环进行吸收，对液体进行冷却结晶、干燥脱水得到硫酸铵产品。

实施例二

本发明提供了一种电解锰渣中回收铵根的方法，具体包括以下步骤：

1)将1t电解猛渣粉粹至50～200目后，添加碱性药剂、水溶性树脂磺酸盐类添加剂，以及磷酸钠和硅酸钠的混合物，并且加热温度到99℃，搅拌反应100min，得到氨气，

其中，所述的碱性药剂的用量占电解猛渣的6.5～9％，碱性药剂为80％的生石灰、20％的熟石灰组成；所述的水溶性树脂磺酸盐类添加剂的用量占电解猛渣的1％；所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的用量占电解猛渣的0.5％，并且磷酸钠和硅酸钠的混合物的混合比例为60％的磷酸钠和40％的硅酸钠；

上述中的具体步骤为：

①先将水溶性树脂磺酸盐类添加剂在电解猛渣的水溶液中，添加占电解猛渣的4～5％碱性药剂，并且加热温度到99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持10min；

②添加占电解猛渣的2～3％碱性药剂，并且加热温度到99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持10min；

③添加占电解猛渣的0.5～1％碱性药剂，并且加热温度到99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持10min；

整个过程持续100min；

上述反应过程中将氨气收集，反应结束后，过滤得到虑液和滤渣，滤渣可用于生产水泥；

2)将步骤1)得到的氨气置于pH值为12的碱性溶液中洗涤，并且该碱性溶液的温度保证在90℃；

上述中碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾溶液中的一种，本实施例选择氢氧化钙溶液；

3)将步骤2)洗涤后的氨气用浓度为50％硫酸溶液进行吸收，并且采用对氨气循环进行吸收，对液体进行冷却结晶、干燥脱水得到硫酸铵产品。

实施例三

本发明提供了一种电解锰渣中回收铵根的方法，具体包括以下步骤：

1)将1t电解猛渣粉粹至50～200目后，添加碱性药剂B、水溶性树脂磺酸盐类添加剂，以及添加磷酸钠和硅酸钠的混合物，并且加热温度到80℃，搅拌反应80min，得到氨气，

其中，所述的碱性药剂的用量占电解猛渣的6.5～9％，碱性药剂为85％的生石灰、15％的熟石灰组成；所述的水溶性树脂磺酸盐类添加剂的用量占电解猛渣的0.5％；所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的用量占电解猛渣的0.3％，并且磷酸钠和硅酸钠的混合物的混合比例为70％的磷酸钠和30％的硅酸钠；

上述的具体步骤为：

①先将水溶性树脂磺酸盐类添加剂在电解猛渣的水溶液中，添加占电解猛渣的4～5％碱性药剂，并且加热温度到80℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持8min；

②添加占电解猛渣的2～3％碱性药剂，并且加热温度到80℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持8min；

③添加占电解猛渣的0.5～0.1％碱性药剂，并且加热温度到80℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持8min；

整个过程持续80min；

上述反应过程中将氨气收集，反应结束后，过滤得到虑液和滤渣，滤渣可用于生产水泥；

2)将步骤1)得到的氨气置于pH值为11的碱性溶液中洗涤，并且该碱性溶液的温度保证在80℃；

上述中碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾溶液中的一种，本实施例选择氢氧化钙溶液；

3)将步骤2)洗涤后的氨气用浓度为30％硫酸溶液进行吸收，并且采用对氨气循环进行吸收，对液体进行冷却结晶、干燥脱水得到硫酸铵产品。

Claims (4)

1.一种电解锰渣中回收铵根的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将电解猛渣粉粹至50～200目后，并且添加碱性药剂、水溶性树脂磺酸盐类添加剂，以及磷酸钠和硅酸钠的混合物，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应50～100min，得到氨气，所述的碱性药剂为80～90％的生石灰、10～20％的熟石灰组成；所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物混合比例为60～80％的磷酸钠和20～40％的硅酸钠；

其中，碱性药剂的用量占电解猛渣的6.5～9％，所述的水溶性树脂磺酸盐类添加剂的用量占电解猛渣的0.1～1％，所述的磷酸钠和硅酸钠的混合物的用量占电解猛渣的0.1～0.5％；

2)将步骤1)得到的氨气置于pH值为10～12的碱性溶液中洗涤；并且该碱性溶液的温度保证在50～90℃；

3)将步骤2)洗涤后的氨气用浓度为10～50％硫酸溶液进行吸收，对液体进行冷却结晶、干燥脱水得到硫酸铵产品。

2.如权利要求1所述的电解锰渣中回收铵根的方法，其特征在于：所述的步骤2)的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾溶液中的一种。

3.如权利要求2所述的电解锰渣中回收铵根的方法，其特征在于：所述的步骤2)的碱性溶液为氢氧化钙溶液。

4.如权利要求1所述的电解锰渣中回收铵根的方法，其特征在于：所述的步骤1)中添加碱性药剂和水溶性树脂磺酸盐类添加剂的具体步骤为：

①先将水溶性树脂磺酸盐类添加剂在电解锰渣中，添加占电解猛渣的4～5％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

②添加占电解猛渣的2～3％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

③添加占电解猛渣的0.5～1％碱性药剂，并且加热温度到60～99℃，搅拌反应，无任何气体产生后，保持5～10min；

整个过程持续50～100min。