CN110373540B - 一种制锰电解液的逆流浸取工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金处理技术领域，涉及一种制锰电解液的逆流浸取工艺。该工艺，包括1.锰矿粉浆化；2.弱酸浸取制液系统；3.低酸浸取制液系统；4.中酸浸取制液系统；5.强酸浸取制液系统；6.洗渣系统；7.循环系统。该工艺，使用阳极液将碳酸锰矿粉进行打浆，分多段控制和处理浆液，实现了矿粉和酸性浸取液的逆流反应，缩短反应时间、节约生产成本、减少设备投资，降低电解锰所需中性液的酸度以及废渣中的锰含量。

Description

一种制锰电解液的逆流浸取工艺
技术领域
本发明属于冶金处理技术领域，涉及一种制锰电解液的逆流浸取工艺。
背景技术
锰是一种重要的金属元素，在工业上用途很大，主要用于生产锰钢，此外，也可用于有色金属、化工、医药、食品、分析和科研等方面。
目前，金属锰常通过电解工艺获得，而电解液为硫酸处理锰矿产生的酸性液体。电解液的生产过程主要包括锰矿粉的酸性浸出工序。具体为：将锰矿粉按工艺比例制成矿浆后，再加入化合桶中；同时，加入阳极液、硫酸进行浸出反应，通过近36小时的反应，最终将锰矿粉的锰含量控制在2.5％以下并将废渣排出到渣场进行堆存；此时，浸取过程获得的弱酸液的酸度在5g/L左右，再利用氧化锰焙烧粉收取余酸，当酸度达到1g/L左右时，再用氨水中和收取余酸。
然而，上述酸性浸取工艺存在诸多缺陷。如，将强酸液和锰矿粉同时加入后，起初反应过程激烈、反应速度快，但当酸和锰接近平衡、快到达反应终点时，反应过程又非常缓慢，使得浸取的时间过长，同时，反应终点时的收酸过程也较困难，渣中残留的锰含量也过高；另外，该工艺使用的设备过多、耗能过大。因此，现有酸性浸取工序中的诸多不足，严重影响了电解锰制液的加工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制锰电解液的逆流浸取工艺，可缩短反应时间，降低废渣中的锰含量，降低生产成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
一种制锰电解液的逆流浸取工艺，包括如下步骤：
(1)锰矿粉浆化：将碳酸锰矿粉与阳极液混合并打浆，获得高锰矿浆；
(2)弱酸浸取制液系统：将配制的弱酸浸取液和高锰矿浆混合并进行浸取反应，再通入空气，加入SDD和氨水，经过压滤，获得中性液和高锰渣浆，并将中性液作为电解液送至电解锰体系；其中，浸取反应后，浆液的pH为4.5～5.0、锰含量为40g/L～42g/L；
(3)低酸浸取制液系统：将配制的低酸浸取液和高锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得弱酸滤液和中锰渣浆，并将弱酸滤液作为弱酸浸取液送入至步骤(2)的弱酸浸取制液系统；其中，弱酸滤液的酸含量为6g/L～8g/L、锰含量为36g/L～40g/L；
(4)中酸浸取制液系统：将配制的中酸浸取液和中锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得低酸滤液和低锰渣浆，并将低酸滤液作为低酸浸取液送入至步骤(3)的低酸浸取制液系统；其中，低酸滤液的酸含量为20g/L～22g/L、锰含量为34g/L～36g/L，低锰渣浆中的锰含量小于6％；
(5)强酸浸取制液系统：将配制的强酸浸取液和低锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得中酸滤液和微锰渣浆，并将中酸滤液作为中酸浸取液送入至步骤(4)的中酸浸取制液系统；其中，中酸滤液的酸含量为22g/L～24g/L、锰含量为30g/L～34g/L，微锰渣浆中的锰含量小于3％；
(6)洗渣系统：将阳极液、浓硫酸和微锰渣浆混合并反应，再经过压滤，获得强酸滤液和锰渣，并将强酸滤液作为强酸浸取液送入步骤(5)的强酸浸取制液系统，锰渣送至渣场堆存；其中，强酸滤液的酸含量为24g/L～26g/L、锰含量小于30g/L，锰渣中的锰含量小于1％；
(7)循环系统：当浸取工艺按照步骤(1)至(6)的工序开始循环时，各个浸取池内的各个浸取液无需再做添加，只需在步骤(6)的洗渣过程中添加阳极液和浓硫酸即可。
另外，步骤(1)和(6)中所使用的阳极液，均来自步骤(2)的电解锰体系。
本发明制锰电解液的逆流浸取工艺，使用电解锰生产过程中的阳极液将碳酸锰矿粉进行打浆，再利用酸性逐步加强的浸取液不断浸取，分多段控制滤液中的锰含量和酸含量以及锰矿渣浆中的锰含量，并将浸取后的液回流利用、渣深化处理，从而获得电解中性液，并将废渣排出，同时实现不断的循环；是一种矿粉和酸性浸取液的逆流反应，有效降低电解锰所需中性液的酸度以及废渣中的锰含量，无需浓酸长时间浸取，缩短反应时间、降低氨水等物料的用量，无需其他物质收取余酸，节约生产成本，同时，减少设备投资，在常温下即可实现浸取、改善系统液相平衡，进而降低能源消耗及运行消耗。
附图说明
图1为本发明制锰电解液的逆流浸取工艺的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种制锰电解液的逆流浸取工艺，包括如下步骤。
(1)锰矿粉浆化：将碳酸锰矿粉与电解锰体系中产生的阳极液混合，并在打浆池内进行打浆处理，获得高锰矿浆。
(2)弱酸浸取制液系统：使用硫酸溶液配制弱酸浸取液，并将其加入到弱酸浸取池中，再将步骤(1)中的高锰矿浆加入到弱酸浸取池中混合并反应6～8小时，使浆液的pH为4.5～5.0、锰含量为40g/L～42g/L；再在浆液中通入空气、加入SDD，去除铁和重金属，加入氨水进行中和；再经过压滤使其固液分离后，获得中性液和高锰渣浆，并将中性液作为电解液送至电解锰体系。
(3)低酸浸取制液系统：使用硫酸溶液配制低酸浸取液，并将其加入到低酸浸取池中，再将步骤(2)中的高锰渣浆加入到低酸浸取池并混合反应6～10小时，使高锰渣浆在低酸液中进行浸取；再将浆液压滤使其固液分离后，获得弱酸滤液和中锰渣浆，其中，弱酸滤液的酸含量为6g/L～8g/L、锰含量为36g/L～40g/L；再将弱酸滤液作为弱酸浸取液送入至步骤(2)的弱酸浸取制液系统。
(4)中酸浸取制液系统：使用硫酸溶液配制中酸浸取液，并将其加入到中酸浸取池中，再将步骤(3)中的中锰渣浆加入到中酸浸取池混合并反应6～8小时，使中锰渣浆在中酸液中进行浸取；再将浆液压滤使其固液分离后，获得低酸滤液和低锰渣浆，其中，低酸滤液的酸含量为20g/L～22g/L、锰含量为34g/L～36g/L，低锰渣浆中的锰含量小于6％；再将低酸滤液作为低酸浸取液送入至步骤(3)的低酸浸取制液系统。
(5)强酸浸取制液系统：使用硫酸溶液配制强酸浸取液，并将其加入至强酸浸取池中，再将步骤(4)中的低锰渣浆加入到强酸浸取池混合并反应4～6小时，使低锰渣浆在强酸液中进行浸取；再将浆液压滤使其固液分离后，获得中酸滤液和微锰渣浆，其中，中酸滤液的酸含量为22g/L～24g/L、锰含量为30g/L～34g/L，微锰渣浆中的锰含量小于3％；再将中酸滤液作为中酸浸取液送入至步骤(4)的中酸浸取制液系统。
(6)洗渣系统：将电解锰体系中获得的阳极液，以及浓硫酸和步骤(5)中的微锰渣浆加入到洗渣池并反应2～4小时，再将浆液压滤使其固液分离后，获得强酸滤液和锰渣，其中，强酸滤液的酸含量为24g/L～26g/L、锰含量小于30g/L，锰渣中的锰含量小于1％；再将强酸滤液作为强酸浸取液送入步骤(5)的强酸浸取制液系统，锰渣送至渣场堆存。
(7)循环系统：当浸取工艺按照上述步骤(1)至(6)的工序完成一次并开始进入不断循环的过程时，各个浸取池内的各个浸取液，即弱酸浸取池、低酸浸取池、中酸浸取池以及强酸浸取池内的弱酸浸取液、低酸浸取液、中酸浸取液以及强酸浸取液，无需再做添加，只需在步骤(6)的洗渣过程中不断添加阳极液和浓硫酸，即可实现整个浸取工艺的循环过程。
上述制锰电解液的逆流浸取工艺中，当整个工序循环起来并长期运转时，体系内的酸液按照各自的酸含量不断回流并在体系内循环，即，各个浸取过程的滤液不断作为上一道工序的浸取液回流使用，各个浸取过程的渣液不断进入下一道工序进行深入的浸取处理，进而实现逆流浸取的目的。同时，电解锰体系中的阳极液也作为打浆、浸取等工序中的一部分进行循环利用，使整个体系实现了一个更广范围的完整的循环，并使每一步的处理更加完全，进一步节约资源、节约时间、节约成本，提高浸取效率，降低电解液的酸度、减少废渣中的锰含量，做到资源的合理化回收和利用。

Claims (7)

1.一种制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)锰矿粉浆化：将碳酸锰矿粉与阳极液混合并打浆，获得高锰矿浆；
(2)弱酸浸取制液系统：将配制的弱酸浸取液和高锰矿浆混合并进行浸取反应，再通入空气，加入SDD和氨水，经过压滤，获得中性液和高锰渣浆，并将中性液作为电解液送至电解锰体系；
(3)低酸浸取制液系统：将配制的低酸浸取液和高锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得弱酸滤液和中锰渣浆，并将弱酸滤液作为弱酸浸取液送入至步骤(2)的弱酸浸取制液系统；
(4)中酸浸取制液系统：将配制的中酸浸取液和中锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得低酸滤液和低锰渣浆，并将低酸滤液作为低酸浸取液送入至步骤(3)的低酸浸取制液系统；
(5)强酸浸取制液系统：将配制的强酸浸取液和低锰渣浆混合并进行浸取反应，再经过压滤，获得中酸滤液和微锰渣浆，并将中酸滤液作为中酸浸取液送入至步骤(4)的中酸浸取制液系统；
(6)洗渣系统：将阳极液、浓硫酸和微锰渣浆混合并反应，再经过压滤，获得强酸滤液和锰渣，并将强酸滤液作为强酸浸取液送入步骤(5)的强酸浸取制液系统，锰渣送至渣场堆存；
(7)循环系统：当浸取工艺按照步骤(1)至(6)的工序开始循环时，各个浸取池内的各个浸取液无需再做添加，只需在步骤(6)的洗渣过程中添加阳极液和浓硫酸即可。
2.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，浸取反应后，浆液的pH为4.5～5.0、锰含量为40g/L～42g/L。
3.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，弱酸滤液的酸含量为6g/L～8g/L、锰含量为36g/L～40g/L。
4.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，低酸滤液的酸含量为20g/L～22g/L、锰含量为34g/L～36g/L，低锰渣浆中的锰含量小于6％。
5.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，中酸滤液的酸含量为22g/L～24g/L、锰含量为30g/L～34g/L，微锰渣浆中的锰含量小于3％。
6.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，强酸滤液的酸含量为24g/L～26g/L、锰含量小于30g/L，锰渣中的锰含量小于1％。
7.如权利要求1所述的制锰电解液的逆流浸取工艺，其特征在于，所述步骤(1)和(6)中使用的阳极液，均来自步骤(2)的电解锰体系。
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