CN105274580B - 电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法 - Google Patents

电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,将锰渣用阴极液和水先后化浆洗涤,锰渣和滤液分别得到再利用,锰渣先回收锰,再回收铵盐、镁盐,最后锰渣可全利用于建筑水泥材料;水先用于洗锰渣,再利用于清槽,洗隔膜袋,最后用于制液补充水和冲氨用水,得到资源化的全部高效利用。本发明固定投入低,回收利用成本低,具有很高的经济和环保效益,对电解锰行业实现高标准的清洁生产有重要作用。

Description

电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及到电解金属锰清洁生产技术,具体涉及到锰渣和生产用水综合利用的 方法。
背景技术
[0002] 近十几年,电解锰产业在我国得到迅猛发展,从2007年起,产量稳居100万吨以上, 目前我国的电解锰产能和产量都占到全世界的97%以上,而我国锰矿石的锰品位低,含锰6 〜I5%的居多,尽管也有一部分进口高品位矿(品位30〜40%),但大部分是本国矿石,以每年 100万吨以上的电解锰产量,耗用掉1000多万吨的锰矿石,相应产生近1000万吨的锰渣,巨 量的锰渣,至今没有得到资源化利用,原因在于:锰渣在用于制水泥、制砖时,都要进行前期 脱硫脱氨处理,然而以现有的技术,脱去成本很高,阻碍了产业化的大量利用。
[0003] 锰渣中的硫酸锰、硫酸铵、硫酸镁都是易溶于水的盐,若不回收,则将污染环境,尽 管生产企业建有渣库,并且做了防渗漏、有渗漏液收集池,防尘扬等设计,但污染不可避免 的还是存在,我国南方的电解锰企业,在雨季,巨大的渣库还是一个安全隐患,曾经发生过 溃现事故。
[0004] 由于锰渣中的硫酸锰、硫酸铵都是电解的有效成份,以用得最多的菱锰矿作电解 生产原料为例,锰渣的含锰在2〜2.5%,其中可溶性锰有1.2〜1.6%,若能回收,将极大提高 锰的收率,然而至今没有好的技术来解决这一问题,现行业内所想到的方法是:最初用水洗 渣,洗涤水用于化合制液补充水,若要维持生产中的水平衡,按每生产1吨产品锰只需向化 合补充2〜2.5吨新水,若要水洗渣置换出80%以上的可溶锰,按1吨金属锰产生10锰渣,至少 要10吨水,这样就会造成液体的膨胀,无法维持水的平衡,现今企业将清槽水、洗隔膜袋水 参入阳极液,使得化合补新水大量减少,更是水洗渣没办法得到应用。于是想到怎样浓缩洗 涤水,使其锰浓度和进槽液锰浓度一样,如专利200810044775 • 3,采用加热蒸发来浓缩;如 专利201210453280.2,用微滤膜或超滤膜过滤净化洗涤水后,再用电容吸附浓缩;如专利 201210293976.3用离子交换树脂去实现浓缩。上述几个专利要将含Mn2+0.5〜5 g/L的过滤 液浓缩到Mn2+34〜36 g/L的进槽液浓度,设备投入和浓缩成本很高,没有经济效益,产业实 施很难。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术不足,而提供了一种将电解锰渣所含溶盐回 收、并结合生产用水实现多级利用的方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种电解锰生产用水和锰渣综合 利用的方法,将锰渣用阴极液和水先后化浆洗涤,锰渣和滤液分别得到再利用,具体步骤如 下:
[0007]①阴极液置换,将新浸出浆液粗滤,粗滤液经精滤后用于电解,粗滤锰渣饼用电解 阴极液化浆,渣液质量比为1:1〜1.5,浆液过滤后,阴极液Mn2+浓度从原来14〜15g/L上升到 18〜19g/L,可直接用于电解;渣饼中液含Mn2+浓度从原来34〜38g/L下降到18〜19g/L。 [0008]②水置换,将步骤①所得渣饼用水化浆,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场, 滤液第二次化浆步骤①所得渣饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场,滤液第三次化浆 步骤①所得渣饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场,最终,滤饼中液平均含:Mn2+ 5〜 6g/L,硫酸铵25〜35g/L,千滤饼含:锰1%,硫酸铵1%以下,滤饼集中后可作为建筑砖和水泥 的原料,滤液含:Mn2+ 8〜9g/L,硫酸铵40〜50g/L。
[0009]③水洗液的应用,经步骤②三次化浆过滤的滤液,大部分用于清槽,洗隔膜袋后, 再去化合作补充用水,余下的部分用于冲氨,当氨水浓度达到化合、电解所要浓度,停止冲 氨,这时产生一些氢氧化锰和氢氧化镁沉淀,通过沉降分离回收锰、镁,氨水用于化合、电 解,维持生产的水平衡。
[0010] 所述步骤①的阴极液化浆渣液,也可以采取当新制浆液粗滤至渣满滤室三分之二 时,停止泵入新制浆液,转换栗入阴极液化浆渣液,在滤室里完成置换过程,省掉一半需用 阴极液化浆的粗压锰渣,直接去水置换,用水化浆。
[0011] 所述步骤②当水化浆液完成第一次化浆后,可将步骤①阴极液化浆液过滤至渣满 滤室三分之二时,停止栗入阴极液化浆液,转换栗入水化浆液,在滤室里完成初步洗渣,当 滤室满渣压干后,滤饼再用水第一次化浆过滤液化浆,过滤后渣饼去堆场,这样,步骤①的 渣饼将完成1.5次的水洗渣,硫酸铵的回收率可达75%以上。
[0012] 上述的化浆用水是新鲜水或中性废水。
[0013] 上述的中性废水可以是洗场地水,渣库渗漏回收池水,雨污分流污水。
[0014] 本发明的有益效果:
[0015] 1 •固定投入少,运行费用低,只需增加2倍的粗滤能力和化浆设备,二种置换液都 得到直接利用,无需高昂的浓缩成本。
[0016] 2 •回收率高,锰渣中85%以上的可溶锰得到了回收,使生产中可溶锰的总收率达 90%以上,按电解锰行业清洁生产标准(HJ/T357-2007),达到一级标准(国际清洁生产先进 标准),同时回收了 70%以上的可溶性盐(硫酸铵,硫酸镁)。
[0017] 3•资源得到多级高效利用,锰渣先回收锰,再回收铵盐、镁盐,最后锰渣全利用于 建筑水泥材料;水先用于洗锰渣,再利用于清槽,洗隔膜袋,最后用于制液补充水。新鲜水用 量大量减少,以每吨电解锰耗清槽,洗隔膜袋用新水2〜2 • 5吨计,按电解锰行业清洁生产标 准(HJ/T357_20〇7),可以使吨产品耗新鲜水量上升一个指标等级。
[0018] 4.经济及环保效益高,由于回收获得的价值远高于回收成本,使生产企业对污染 源的治理由原来的被动变为主动,而大量可溶盐的回收,大幅降低污染物的排放,也为锰渣 的资源化利用奠定基础,省去大量脱硫硫氨的成本,可直接用于建筑用砖和制水泥,可实现 电解锰生产中锰渣的零排放。
[0019] 5 •结合本发明人申请专利2015107444210将发挥更大效益。
附图说明
[0020]附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,一种电解锰 生产用水和锰渣综合利用的方法,具体包括以下步骤:
[0022] ①阴极液置换,将新浸出浆液粗滤,粗滤液再经精滤后用于电解,粗滤锰渣饼中液 含Mn2+36g/L,用电解槽的阴极液化浆,渣液质量比为1:1,按1吨电解锰产10吨湿渣,耗阴极 液10吨,浆液经过滤后,阴极液含Mn2+从原来14g/L上升到18/L,可直接用于电解;滤饼含液 25%,液中含Mn2+从原来36/L下降到18/L。
[0023]②水置换,经步骤①所得渣饼用水化浆,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼含液25%、 液中含Mn2+3.5g/L,滤饼去堆场作为建筑砖和水泥的原料,滤液二次化浆经步骤①所得渣 饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼含液25%、液中含Mn2+6.4g/L,滤饼去堆场作为建筑砖和 水泥的原料,滤液第三次化浆经步骤①所得渣饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼含液25%、 液中含Mn2+8.7g/L,滤饼去堆场作为建筑砖和水泥的原料,按1吨锰产10吨湿渣,通过三次重 复洗渣,耗水3.5吨,最终,滤饼中液含Mn2+平均浓度为6g/L,使锰渣残锰含量在1%以下,滤液 含 Mn2+浓度 8.7g/L。
[0024]③水洗液的利用,经步骤②三次化浆过滤的滤液,含Mn2+浓度8.7g/L,按1吨电解锰 耗2.5吨滤液用于清槽,洗隔膜袋,洗涤后再去化合作补充用水;按1吨电解锰耗1吨滤液用 于冲氨,当氨水浓度达到化合、电解所需的含氨8〜10%,停止冲氨,这时产生一些氢氧化锰 和氢氧化镁沉淀,通过沉降分离回收锰、镁,氨水用于化合和电解,水洗液利用量合计3.5 吨,与步骤②产出量相等,能维持生产中的水平衡。
[0025]所述步骤②当水化浆液完成第一次化浆后,可将步骤①阴极液化浆液进入压滤至 渣满滤室三分之二时,停止泵入阴极液化浆液,转换栗入水化浆液,在滤室里完成初步洗 渣,当滤室满渣压干后,滤饼再用水第一次化浆过滤液化浆,过滤后渣饼去堆场,这样,步骤 ①的渣饼将完成1.5次的水洗渣,硫酸铵的回收率可达75%以上。
[0026] 上述的化浆用水是新鲜水或中性废水。
[0027] 上述的中性废水可以是洗场地水,渣库渗漏回收池水,雨污分流污水。
[0028]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解, 本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在 不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落 入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,其特征在于:将锰渣用阴极液和水先 后化浆洗涤置换,锰渣和滤液经处理分别得到再利用,具体步骤如下: ① 阴极液置换,将新浸出浆液粗滤,粗滤液再精滤后用于电解,粗滤锰渣饼用电解槽阴 极液化浆,渣液质量比为1:1〜1 •5,浆液过滤后,阴极液含Mn2+从原来14〜15g/L上升到I8〜 l9g/L,可直接用于电解;渣饼中液含Mn2+从原来34〜38g/L下降到18〜19g/L; ② 水置换,步骤①所得渣饼用水化浆,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场,滤液第 二次化浆步骤①所得渣饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场,滤液第三次化浆步骤① 所得渣饼,渣液质量比为1:1,过滤后,滤饼去堆场,最终,滤饼中液平均含:Mn2+ 5〜6g/L,硫 酸铵25〜35g/L,干滤饼含:锰1%,硫酸铵1%,滤饼集中后可作为建筑砖和水泥的原料,滤液 含:Mn2+8 〜9g/L,硫酸铵 40 〜50g/L; ③ 水洗液的应用,经步骤②第三次化浆过滤的滤液,大部分用于清槽,洗隔膜袋,洗涤 后再去化合作补充用水,余下的部分用于冲氨,当氨水浓度达到化合、电解所需浓度,停止 冲氨,这时产生一些氢氧化锰和氢氧化镁沉淀,通过沉降分离回收锰、镁,氨水用于化合和 电解,使水洗液维持生产的水平衡。
2. 根据权利要求1所述的一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,其特征在于:步 骤①也可以采取当新制浆液粗滤完成三分之二时,停止泵入新制浆液,转换栗入阴极液化 浆渣液,在滤室里完成置换过程,这样省掉一半的需要用阴极液去化浆的粗压锰渣,直接去 水置换,用水化浆。
3. 根据权利要求1所述的一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,其特征在于:所 述步骤②当水化浆液完成第一次化浆后,可将步骤①阴极液化浆液过滤至渣满滤室三分之 二时,停止栗入阴极液化浆液,转换栗入水化浆液,在滤室里完成初步洗渣,当滤室满渣压 干后,滤饼再用水第一次化浆过滤液化浆,过滤后渣饼去堆场,这样,步骤①的渣饼将完成 1.5次的水洗渣,硫酸铵的回收率可达75%以上。
4. 根据权利要求1所述的一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,其特征在于:化 浆用水是新鲜水或中性废水。
5. 根据权利要求4所述的一种电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法,其特征在于:所 述的中性废水是洗场地水,渣库渗漏回收池水,雨污分流污水。
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