CN108675325A - 一种从氯化镁中分离锰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从氯化镁中分离锰的方法，包括以下步骤：步骤1)：向反应釜内投入含锰的氯化镁料液，投入碱，在40‑80℃条件下，搅拌料液；步骤2)：向料液内通入氧气或空气，使料液发生氧化沉淀；步骤3)：向反应釜内加入盐酸溶液，调节物料pH至6‑7；步骤4)：将步骤3)得到的料液过滤，滤饼用水冲洗后，抽干，在50‑60℃减压条件下烘干滤饼得到偏氢氧化锰。本发明通过在氯化镁溶液中加入碱，通入氧气或空气使溶液中的锰离子形成偏氢氧化锰沉淀而得到回收。该方法不引入其他杂质离子，没有二次污染，锰镁能够实现彻底的分离，其中分离后的氯化镁中锰离子含量小于2ppm，偏氢氧化锰含量达到99.0％。

Description

一种从氯化镁中分离锰的方法
技术领域
本发明属于工业废物回收利用技术领域，具体涉及一种从氯化镁中分离锰的方法。
背景技术
氯化锰在有机合成工业中有着重要的作用，特别是催化格氏试剂发生碳碳键反应，例如催化格氏试剂的酰化反应，偶联反应、碳金属化反应等。但这些反应均会产生大量含有锰和氯化镁的工艺废物，而这些含锰废物若直接排放会对周边的土壤及生态环境造成危害，过量锰的摄入会引起动物和植物中毒，主要损坏人类的中枢神经系统，产生不可逆的神经系统疾病。因此，将含锰废物进行无害化处理、对锰镁分离回收再利用能够节能减排、生态环保。
目前锰镁分离主要有化学沉淀法、萃取法、电解法等。其中化学沉淀法就是加入别的化学物质与镁或锰发生化学沉淀反应生成沉淀实现锰镁分离，例如使用氟化钠与镁离子形成氟化镁沉淀，但这会引入新的杂质钠离子，需二次处理才能得到较为纯净的锰，也会引起二次污染。萃取法对氯化镁溶液中的锰镁分离目前处于起步阶段，分离率较低，还未有成熟的工艺条件，工业化之路还很长。电解法处理含锰废水是利用电化学原理，使废水中的锰离子在阳极被氧化，并以MnO2的形式沉淀下来，从而达到去除并回收锰的目的；但是电解法存在处理效率低、能耗高、投资巨大的缺点，限制了其工业化应用。可见，目前社会迫切需求一种回收率高，对环境友好，并且工艺简单、成本合适的从氯化镁中分离锰的方法。
发明内容
基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种从氯化镁中分离锰的方法，通过在氯化镁溶液中加入碱，再通入氧气或空气使溶液中的锰离子形成偏氢氧化锰沉淀而得到回收，提高资源利用率。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种从氯化镁中分离锰的方法，包括以下步骤：
步骤1)：向反应釜内投入含锰的氯化镁料液，投入碱，在40-80℃条件下，以50-80r/min的转速搅拌料液；
步骤2)：向料液内通入氧气或空气，使料液发生氧化沉淀；
步骤3)：向反应釜内加入盐酸溶液，调节物料pH至6-7；
步骤4)：将步骤3)得到的料液过滤，滤饼用水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干滤饼得到偏氢氧化锰。
进一步地，所述碱的碱摩尔投料当量为化学反应计量比的1.0-1.5倍。
进一步地，所述碱为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属性氧化物。
进一步地，所述步骤2)中氧气或空气的通气速率与料液的质量之比为1000-1500L/min：1000kg，其中氧气通入时间为5-8小时，空气通入时间为10-15小时。
进一步地，所述步骤3)中盐酸溶液的浓度为5-10wt％。
进一步地，所述步骤2)中通入的氧气，未被消耗的部分引回压缩机压缩后回收循环使用。
进一步地，所述步骤4)中料液过滤的滤液中锰离子含量小于2ppm，得到的高纯度偏氢氧化锰中偏氢氧化锰的含量大于等于99.0％。
本发明的从氯化镁中分离锰的方法的作用机理为：
含锰的氯化镁混合物配成水溶液，锰离子与碱和氧气反应生成不溶于水的偏氢氧化锰，然后通过固液分离，得到低锰的氯化镁溶液和高纯度的偏氢氧化锰，反应方程式如下：
2nMnCl2+4M(OH)n+O2＝4MCln+2nMnO(OH)2↓
nMnCl2+M2On+nH2O+nO2＝2MCln+nMnO(OH)2↓(M代表碱金属或碱土金属)
本发明通过在含锰的氯化镁溶液投入碱，并通入氧气或空气，使溶液中的氯化锰、碱和氧气发生沉淀反应，反应结束后滴入盐酸溶液，调节pH，之后过滤料液，滤液为氯化镁溶液，滤饼为偏氢氧化锰。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.本发明提供了一种从氯化镁中分离回收锰的新技术，在氯化镁溶液中加入碱，通入氧气或空气使溶液中的锰离子形成偏氢氧化锰沉淀而得到回收。该方法不引入其他杂质离子，没有二次污染，锰镁能够实现彻底的分离，其中分离后的氯化镁中锰离子含量小于2ppm，偏氢氧化锰含量达到99.0％，两者均可以直接作为产品使用和销售。
2.本方法实现了废水的零排放和零污染，提高了资源利用率，实现了绿色环保，循环发展，获得了可观的经济效益和社会效益。
3.本发明具有工艺简单，操作方面，运行成本低，环保无污染，具有很高的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明从氯化镁中分离锰的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
采用某公司生产工艺中产生含锰的氯化镁废水作为本实施例的原水，经检测水样中氯化镁含量为25.0％(w/w)，锰离子含量为7.5％(w/w)。
在1000L的反应釜内加入600kg原水，投入50kg氢氧化镁，以60r/min转速搅拌，升温到50℃后，以600L/min的速率通入氧气，通气时间为6小时。然后用5％的稀盐酸调节物料pH至6-7，经过过滤，滤饼用100kg水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干得到棕色固体86.0kg，偏氢氧化锰含量为99.6％。检测分离后的氯化镁溶液中锰离子浓度为1mg/L。
实施例2
采用某公司生产工艺中产生含锰的氯化镁废水作为本实施例的原水，经检测水样中氯化镁含量为25.0％(w/w)，锰离子含量为7.5％(w/w)。
在1000L的反应釜内加入600kg原水，投入57kg氢氧化镁，以80r/min转速搅拌，升温到70℃后，以900L/min的速率通入空气，通气时间为15小时。然后用5％的稀盐酸调节物料pH至6-7，经过过滤，滤饼用100kg水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干得到棕色固体85.8kg，偏氢氧化锰含量为99.4％。检测分离后的氯化镁溶液中锰离子浓度为2mg/L。
实施例3
采用某公司生产工艺中产生含锰的氯化镁废水作为本实施例的原水，经检测水样中氯化镁含量为25.0％(w/w)，锰离子含量为7.5％(w/w)。
在1000L的反应釜内加入600kg原水，投入70kg氢氧化钠，以80r/min转速搅拌，升温到70℃，以900L/min的速率通入氧气，通气时间为10小时。然后用5％的稀盐酸调节物料pH至6-7，经过过滤，滤饼用100kg水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干得到棕色固体85.9kg，偏氢氧化锰含量为99.5％。检测分离后的氯化镁溶液中锰离子浓度为2mg/L。
实施例4
采用某公司生产工艺中产生含锰的氯化镁废水作为本实施例的原水，经检测水样中氯化镁含量为25.0％(w/w)，锰离子含量为7.5％(w/w)。
在1000L的反应釜内加入600kg原水，投入60kg氧化钙，以80r/min转速搅拌，升温到80℃，以1000L/min的速率通入氧气，通气时间为9小时。然后用10％的稀盐酸调节物料pH至6-7，经过过滤，滤饼用100kg水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干得到棕色固体85.9kg，偏氢氧化锰含量为99.5％。检测分离后的氯化镁溶液中锰离子浓度为1mg/L。
通过上述实施例可以看出，本发明从氯化镁中分离锰的方法通过在氯化镁溶液中加入碱，通入氧气或空气使溶液中的锰离子形成偏氢氧化锰沉淀而得到回收，其中分离后的氯化镁中锰离子含量小于2ppm，偏氢氧化锰含量达到99.0％，锰镁能够实现彻底的分离。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种从氯化镁中分离锰的方法，包括以下步骤：
步骤1)：向反应釜内投入含锰的氯化镁料液，投入碱，在40-80℃条件下，以50-80r/min的转速搅拌料液；
步骤2)：向料液内通入氧气或空气，使料液发生氧化沉淀；
步骤3)：向反应釜内加入盐酸溶液，调节料液pH至6-7；
步骤4)：将步骤3)得到的料液过滤，滤饼用水冲洗后，抽干，在50-60℃减压条件下烘干滤饼得到高纯度偏氢氧化锰。
2.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述碱的摩尔投料当量为化学反应计量比的1.0-1.5倍。
3.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述碱为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属性氧化物。
4.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述步骤2)中氧气或空气的通气速率与料液的质量之比为1000-1500L/min：1000kg，其中氧气通入时间为5-8小时，空气通入时间为10-15小时。
5.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述步骤3)中盐酸溶液的浓度为5-10wt％。
6.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述步骤2)中通入的氧气，未被消耗的部分引回压缩机压缩后回收循环使用。
7.根据权利要求1所述的一种从氯化镁中分离锰的方法，其特征在于，所述步骤4)中料液过滤的滤液中锰离子含量小于2ppm，得到的高纯度偏氢氧化锰中偏氢氧化锰的含量大于等于99.0％。
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