CN105132699B - 一种减少电解锰锰渣中MnSO4和(NH4)2SO4流失的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少电解锰锰渣中MnSO₄和（NH₄）₂SO₄流失的方法，包括如下步骤，首先取锰渣加入清水配置成低锰洗液，该低锰洗液的固液比大于化合液的固液比，其次在压滤机进料完化合液后，把低锰洗液通入压滤机中置换渣饼中的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液，并保证通入低锰洗液时压滤机不能泄压；第三置换出的液体排入合格电解液中使用，当通入压滤机的低锰洗液量与渣饼中含湿水分相当，停止通入。该方法将锰矿压滤过程中残留在锰渣中的MnSO₄、（NH₄）₂SO₄溶液用配置的低锰溶液去置换和稀释，能有效回收利用，节约了资源。

Description

一种减少电解锰锰渣中MnSO4和(NH4)2SO4流失的方法

技术领域

本发明涉及电解锰加工工艺，具体指一种金属锰冶炼过程中减少电解锰锰渣中MnSO₄、（NH₄）₂SO₄流失的方法。

背景技术

锰及锰合金是钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业、化学工业等不可缺少的重要原料之一。

锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂，电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。电解锰的纯度很高，它的作用是增加合金属材料的硬度，应用最广的有锰铜合金、锰铝合金，锰在这些合金中能提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，电解锰主要供应于不锈钢的生产。

工艺主要为：

以含锰较低（Mn 20％～23％）的碳酸锰矿为原料，经破碎、磨细成粉，加入已有返回阳极液的浸取罐中，加硫酸、通入蒸汽加热近于沸，使矿粉中的锰浸取进入溶液，加入适量缓冲剂硫酸铵，并在酸性矿浆中加入二氧化锰粉除铁，再通入液氨或加入石灰乳使矿浆成中性（pH≈7），固液分离去除残渣，往滤液中加入硫化剂（二甲基胺荒酸钠（CH₃）₂NCS₂Na，简称SDD）或乙硫氮净化，使镍、钴、离子成硫化物形态沉淀析出，经第二次固液分离除去硫化渣，加入添加剂（SeO₂或SO₂），即得合格电解液。

电解时，合格电解液连续不断地加入电解槽，经通电电解至一定时间（一般为24h），取出附有电沉积锰的阴极板（同时放入干净的阴极板，使电解连续进），钝化、水洗、烘干后，将金属锰剥下，即为成品。电解时电解液穿过隔膜布进入阳极房，通过假底溢流出电解槽，此液称阳极液，经收集后返回浸取罐，供浸取锰矿用。

上述电解锰加工工艺中，在锰矿的压滤过程中（电解锰压滤工序），锰渣会带走大量合格电解液至渣场，其主要成分为MnSO₄、（NH₄）₂SO₄溶液，现有技术中，由于各种原因，对锰渣中MnSO₄、（NH₄）₂SO₄溶液基本没有进行处理，这在污染环境的同时，也浪费了资源，不符合节能减排、循环生产的要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种处理现有锰渣，减少电解锰锰渣中MnSO₄和（NH₄）₂SO₄流失的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种减少电解锰锰渣中MnSO₄和（NH₄）₂SO₄流失的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：取锰渣加入清水配置成低锰水洗浆料，该低锰水洗浆料的固液比大于一段压滤矿浆的固液比；

S2：在压滤机进料完化合液后，用渣浆泵把低锰水洗浆料通入压滤机中置换渣饼中的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液，该过程中，要求水洗浆料泵扬程大于压滤机进料泵扬程；

在压滤机进料管上安装止回阀，通入低锰水洗浆料时关闭止回阀，保证通入水洗浆料时压滤机不泄压；

S3：通过步骤S2置换出的液体直接排入合格电解液中使用，通过溶液总量平衡控制通入压滤机的低锰水洗浆料中溶液液方量。

S4：关闭通入低锰水洗浆料的渣浆泵，压滤机进行鼓膜和卸渣过程，此刻残留在压滤饼中的液体置换成了底浓度MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、该方法将锰矿压滤过程中残留在锰渣中以及管道中的MnSO₄、（NH₄）₂SO₄溶液用配置的低锰溶液去置换和稀释，能有效回收利用，节约了资源。

2、利用适量锰渣和洗水配置成一定固液比的水洗浆料，来保证洗水均匀置换滤饼中的高浓度溶液。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

本发明中所述的化合液是指电解锰压滤工序后产生的锰渣中MnSO4、（NH4）2SO4混合溶液。

一种减少电解锰锰渣中MnSO₄和（NH₄）₂SO₄流失的方法，包括如下步骤：

S1：取锰渣加入清水配置成低锰水洗浆料，该低锰水洗浆料的固液比大于一段进料矿浆的固液比，才能保证洗液进入压滤时不出现浑液现象；即通过加入大量的清水（液体），使洗液的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄浓度低于化合液的浓度。

S2：在压滤机进料完化合液后，用渣浆泵把低锰水洗浆料泵通入压滤机中置换渣饼中高浓度的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液。

通过渣浆泵把水洗浆料泵入压滤机中置换出渣饼中高浓度的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液，从而减少MnSO4、（NH4）2SO4的流失；

在压滤机进料管上安装止回阀，通入低锰水洗浆料时关闭止回阀，保证洗渣过程中滤室不泄压，同时保证压滤机不泄压（约0.8MPa压力)；

在通入低锰水洗浆料的同时保证压滤机不能泄压，因此必须在压滤机进料管上安装止回阀，保证压滤饼在不泄压的情况下通入洗液能有效防止压滤机进料完毕后由于中心孔溶液的倒流产生滤饼变形，当水洗浆料通入压滤机的同时，关闭压滤进料泵。

S3：通过步骤S2置换出的液体直接排入合格电解液中使用，低锰水洗浆料通入时间越长，置换效果越佳，但是考虑到整个系统溶液要能保持平衡，根据系统溶液总量确定水洗浆料用量。

S4：关闭通入低锰洗液的渣浆泵，压滤机进行鼓膜和卸渣过程，此刻残留在压滤饼中的溶液为低浓度MnSO₄和（NH₄）₂SO₄洗液。

如此用含低MnSO4、（NH4）2SO4溶液在压滤机中去置换含高MnSO4、（NH4）2SO4溶液，以减少锰渣带走MnSO4、（NH4）2SO4溶液至渣场。减少MnSO4、（NH4）2SO4等损失，减小环境污染，提高总锰回收利用率。

具体实验中，申请人用200㎡的配浆压滤机产生的锰渣作为配制水洗浆料渣的来源，通入一定比例清水充分搅拌均匀，在压滤机进料完化合液后（具体应该是在压滤机一段进料完成时），先开启水洗浆料泵后关闭一段进料泵，从而对滤饼和中心管道中滞留的溶液进行置换，洗液直接排入硫化液中作为合格液使用。渣浆洗一定时间后，关闭渣浆泵，压滤机进入鼓膜和下渣阶段。

具体实施装置

1. 配浆压滤机1台

规格型号：XAZG200/1250-UK

过滤面积：S=200㎡

2.配进料泵1台:Q=180m³/h,H=53m。

该设备为贵州锰厂在重庆锰厂做实验用的压滤机，产渣量为3m³/榨，在使用过程中，由于压滤布破裂后不易更换，把原暗流形式改为明流形式出液，水鼓膜形式改为气鼓膜。

3.配浆槽1个

规格型号：Ø2.8m×3m钢板制作

容积：V=18.5m³

4.配渣浆泵1台：Q=100m³/h,H=40m,P=22KW

配搅拌机1套：P=15KW

5.储浆槽1个

规格型号：Ø5.8m×4.5m钢板制作

容积：V=115m³

6.配水洗泵2台：Q=180m³/h,H=70m，P=75KW

7.配搅拌机1套：P=22KW

8.水洗管道

规格型号：Ø159×8无缝钢管100m

9.一段压滤机7台

规格型号：2#、3#、4#、5#为老式压滤机，6#、7#、8#、9#为新式压滤机

过滤面积：S=300㎡

10.老式压滤机配进料泵6台:Q=180m³/h,H=53m.

11.新式压滤机配进料泵4台：Q=180m³/h,H=70m.

12.配进料止回阀8个：DN150不锈钢止回阀

13.配水洗止回阀8个：DN80不锈钢止回阀

14.配水洗球阀8个：DN80不锈钢手动球阀

在生产现场，发明人通过多次反复试验，确认本发明方法能够有效减少MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液进入渣场，避免了环境污染、使资源得以循环利用，有效保提高总锰利用率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种减少电解锰锰渣中MnSO₄和（NH₄）₂SO₄流失的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：取锰渣加入清水配置成低锰水洗浆料，该低锰水洗浆料的固液比大于一段压滤矿浆的固液比；加入大量的清水，使洗液的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄浓度低于化合液的浓度；

S2：在压滤机进料完化合液后，用渣浆泵把低锰水洗浆料通入压滤机中置换渣饼中的MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液，该过程中，要求水洗浆料泵扬程大于压滤机进料泵扬程；

在压滤机进料管上安装止回阀，通入低锰水洗浆料时关闭止回阀，保证通入水洗浆料时压滤机不泄压；

S3：通过步骤S2置换出的液体直接排入合格电解液中使用，通过溶液总量平衡控制通入压滤机的低锰水洗浆料的用量；

S4：关闭通入低锰水洗浆料的渣浆泵，压滤机进行鼓膜和卸渣过程，此刻残留在压滤饼中的液体置换成了低 浓度MnSO₄和（NH₄）₂SO₄溶液。