CN105274580B - 电解锰生产中水和锰渣综合利用的方法 - Google Patents
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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
技术领域
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
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6～15%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。
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，曾经发生过溃坝事故。
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
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。
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：
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。
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，干滤饼含：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。
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。
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，转换泵入阴极液化浆渣液，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。
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，停止泵入阴极液化浆液，转换泵入水化浆液，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。
上述的化浆用水是新鲜水或中性废水。
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。
本发明的有益效果：
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。
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）。
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/T357-2007)，可以使吨产品耗新鲜水量上升一个指标等级。
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。
5.结合本发明人申请专利2015107444210将发挥更大效益。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
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：
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。
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。
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。
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，转换泵入水化浆液，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。
上述的化浆用水是新鲜水或中性废水。
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。
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18～19g/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，转换泵入阴极液化浆渣液，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，停止泵入阴极液化浆液，转换泵入水化浆液，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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