CN108910957A - 一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法 - Google Patents

一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，包括以下步骤：S1，在锰阳极泥中加水磨碎制浆；S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中；S3，在锰浆中加入对苯二酚；S4，将锰浆加热至90～130摄氏度，收集汽化后的对苯二醌；S5，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣和硫酸锰溶液；S6，将硫酸锰溶液控制在15～50摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在830～1000摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经粉碎或磨砂后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。

Description

一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰 的方法
技术领域
本发明涉及一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，属于四氧化三锰的生产制备技术领域。
背景技术
电解硫酸锰时，产生有金属锰和阳极泥，金属锰用作锰的深加工，而阳极泥其主要成分为MnO2，且含有铅、锡、锑等有价金属，工业上一般将其当做软锰矿原料，采用铁粉还原法、硫酸亚铁还原浸出法、两矿焙烧水浸法、或两矿一步法生产硫酸锰。但无论采用何种方法，因加入固体还原剂，浸锰后的浸出渣量较大，导致渣中的铅、锡、锑等金属含量较低，回收难度大，回收成本高，无多少经济意义，因此目前国内生产厂家基本采用填埋的方式处理，导致资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，采用本方法不但回收了锰、苯醌，而且还最大程度的回收了阳极泥中的铅等有价元素，同时完美的解决了电解锰生产厂家锰阳极泥带来的资源浪费和环境污染问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，包括以下步骤：
S1，在锰阳极泥中加水制浆；将锰阳极泥磨细至-120目以下；
S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中，计量反应釜中锰浆的体积，检测锰浆的固液比(保证加入的起始酸浓度在400～500g/l)和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液(硫酸的用量是理论量的1～2倍)；
S3，将反应釜内温度控制在30摄氏度以下，在锰浆中加入对苯二酚，添加完对苯二酚后，在常温状态下反应2～10小时；
MnO2+C6H4(OH)2+H2SO4→MnSO4+C6H4O2+H2O
S4，将锰浆加热至90～130摄氏度，收集汽化后的对苯二醌，温度过低，对苯二醌不能汽化完全，温度过高对苯二醌会出现焦化现象，两者都会影响对苯二醌的回收率，采用本方法对苯二醌的回收率达97％以上；
S5，将锰浆冷却至55摄氏度以下(温度过高，在用氨水中和时氨水挥发损失较大)，在锰浆中加入氨水，将锰浆的PH值调至5～7(此PH条件下，锰以外的杂质以固体的形式存在)，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣(铅、锡的回收率可以达到99％以上)和硫酸锰溶液；
MeSO4+(NH4)2S→MeS+(NH4)2SO4，本化学式中Me表示铅等重金属。
S6，将硫酸锰溶液控制在15～50摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；
MnSO4+NH4HCO3→MnCO3+(NH)2SO4+CO2
S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在830～1000摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经粉碎或砂磨后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。
MnCO3→Mn3O4+CO2
前述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法中，所述步骤S5还包括下述方法：收集所述硫酸锰溶液，在硫酸锰溶液中加入硫化铵溶液，去除硫酸锰溶液中的铅等重金属。
前述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法中，所述步骤S1还包括下述方法：将锰阳极泥颗粒磨碎至-120目以下，然后加水制浆。
前述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法中，所述锰阳极泥是电解锰时产生的锰阳极泥。
前述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法中，将对苯二酚以不超过反应釜中的控制温度为控制值，将对苯二酚或加入锰浆中。
与现有技术相比，本发明苯醌、锰被回收后，渣中剩原阳极泥中的铅、锡、锑等元素及少量锰，因渣量显著变少，因此渣中铅锡锑含量显著增高而被富集回收。该工艺一举三得，不但回收了锰、苯醌，而且还最大程度的回收了阳极泥中的铅等有价元素，同时完美的解决了电解锰生产厂家锰阳极泥带来的资源浪费和环境污染问题。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，包括以下步骤：
S1，在锰阳极泥中加水制浆，将锰阳极泥磨细至-120目；
S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中，计量反应釜中锰浆的体积，检测锰浆的固液比和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液；保证加入的起始酸浓度在400g/l，硫酸的用量是理论量的1倍；
S3，将反应釜内温度控制在30摄氏度，在锰浆中加入对苯二酚，添加完对苯二酚后，在常温状态下反应2小时，将对苯二酚以不超过反应釜中的控制温度为控制值，将对苯二酚加入锰浆中；
S4，将锰浆加热至90摄氏度，收集汽化后的对苯二醌；
S5，将锰浆冷却至55摄氏度，在锰浆中加入氨水，将锰浆的PH值调至5，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣和硫酸锰溶液，收集所述硫酸锰溶液，在硫酸锰溶液中加入硫化铵溶液，去除硫酸锰溶液中的铅等重金属；
S6，将硫酸锰溶液控制在15摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；
S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在850摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经粉碎后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。
实施例2：一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，包括以下步骤：
S1，将电解锰时产生的锰阳极泥颗粒磨碎至-150目，然后加水制浆；
S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中，计量反应釜中锰浆的体积，检测锰浆的固液比和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液；保证加入的起始酸浓度在500g/l，硫酸的用量是理论量的2倍；
S3，将反应釜内温度控制在20摄氏度，在锰浆中加入对苯二酚，添加完对苯二酚后，在常温状态下反应10小时，将对苯二酚以不超过反应釜中的控制温度为控制值，将对苯二酚加入锰浆中；
S4，将锰浆加热至130摄氏度，收集汽化后的对苯二醌；
S5，将锰浆冷却至45摄氏度，在锰浆中加入氨水，将锰浆的PH值调至7，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣和硫酸锰溶液，收集所述硫酸锰溶液，在硫酸锰溶液中加入硫化铵溶液，去除硫酸锰溶液中的铅等重金属；
S6，将硫酸锰溶液控制在50摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；
S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在1000摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经砂磨后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。
实施例3：一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，包括以下步骤：
S1，将电解锰时产生的锰阳极泥颗粒磨碎至-160目，然后加水制浆；
S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中，计量反应釜中锰浆的体积，检测锰浆的固液比和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液；保证加入的起始酸浓度在430g/l，硫酸的用量是理论量的1.4倍；
S3，将反应釜内温度控制在25摄氏度，在锰浆中加入对苯二酚，添加完对苯二酚后，在常温状态下反应7小时，，将对苯二酚以不超过反应釜中的控制温度为控制值，将对苯二酚加入锰浆中；
S4，将锰浆加热至110摄氏度，收集汽化后的对苯二醌；
S5，将锰浆冷却至35摄氏度，在锰浆中加入氨水，将锰浆的PH值调至6，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣和硫酸锰溶液，收集所述硫酸锰溶液，在硫酸锰溶液中加入硫化铵溶液，去除硫酸锰溶液中的重金属；
S6，将硫酸锰溶液控制在30摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；
S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在900摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经砂磨后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。

Claims (6)

1.一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在锰阳极泥中加水制浆，将锰阳极泥磨细至-120目以下；
S2，将锰浆导入带有冷却装置的反应釜中，计量反应釜中锰浆的体积，检测锰浆的固液比和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液；
S3，将反应釜内温度控制在30摄氏度以下，在锰浆中加入对苯二酚，添加完对苯二酚后，在常温状态下反应2～10小时；
S4，将锰浆加热至90～130摄氏度，收集汽化后的对苯二醌；
S5，将锰浆冷却至55摄氏度以下，在锰浆中加入氨水，将锰浆的PH值调至5～7，将锰浆通过压滤机分离过滤，得到铅锡渣和硫酸锰溶液；
S6，将硫酸锰溶液控制在15～50摄氏度，在硫酸锰溶液中加入碳酸氢铵，得到碳酸锰和硫酸铵溶液；
S7，蒸发硫酸铵溶液回收硫酸铵做农用肥料，将碳酸锰经去离子水洗涤后在830～1000摄氏度高温中煅烧得到固态四氧化三锰，将固态四氧化三锰经粉碎或磨砂后，用去离子水洗涤，烘干，得成品四氧化三锰。
2.根据权利要求1所述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤S5还包括下述方法：收集所述硫酸锰溶液，在硫酸锰溶液中加入硫化铵溶液，去除硫酸锰溶液中的重金属。
3.根据权利要求1所述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括下述方法：将锰阳极泥颗粒磨碎至-120目以下，然后加水制浆。
4.根据权利要求1所述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，所述锰阳极泥是电解锰时产生的锰阳极泥。
5.根据权利要求1所述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括下述方法：将对苯二酚以不超过反应釜中的控制温度为控制值，将对苯二酚或加入锰浆中。
6.根据权利要求1所述的一种利用对苯二酚还原电解锰阳极泥生产软磁用四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括下述方法：检测锰浆的固液比和二氧化锰含量，根据二氧化锰含量加入硫酸溶液；保证加入的起始酸浓度在400～500g/l，硫酸的用量是理论量的1～2倍。
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