CN201793760U - 两矿法生产电解金属锰的制液装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种两矿法生产电解金属锰的制液装置，主要是针对以氧化锰矿为原料生产电解金属锰的还原焙烧工艺环境污染严重等问题而设计。包括用于锰矿粉，硫铁矿粉雷蒙磨机，浸出槽，加热锅炉，温度控制装置和压滤装置；浸出槽设置在锰矿粉，硫铁矿粉雷蒙磨机的物料输出口的下方；浸出槽内设有用于输入硫酸，阳极液和氨水的输入管；加热锅炉的蒸汽输出口与浸出槽的内腔相连通；温度控制装置用于控制浸出槽内液体的温度；搅拌机设置在浸出槽的开口上方；压滤装置的物料输入口与浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接。本实用新型以低品位氧化锰矿和有色金属选矿尾矿(硫铁矿)为原料，原材料成本低，且取消了还原焙烧的工序，经济环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解金属锰领域，尤其涉及一种两矿法电解金属锰的设备。
背景技术
目前，我国电解金属锰生产主要原材料为氧化锰矿和碳酸锰矿两大类，两类矿除浸出制液工艺方式不同外，电解生产工艺基本相同。主要是因为碳酸锰矿可直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液，再通过除杂净化、压滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、SO2等即可进入电解槽进行电解；而利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别，主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应，必须经处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液，其处理方法一般为焙烧法，是将二氧化锰与还原性物质(一般为煤炭)共同混合后进行还原焙烧，焙烧冷却后与硫酸反应；另一种方法称为两矿法，即用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。不过目前这种方法还存在工艺过程长，除杂剂消耗高，成本难以控制以及锰的金属回收率较低等问题。因此焙烧法较之于两矿法更为普遍，但由于很多的焙烧生产厂使用的焙烧炉能耗高，污染较大。
此外，虽然碳酸锰矿的制浆浸出更简单方便。但由于碳酸锰矿产资源有限，原料价格过高，因此目前国内大部分规模生产企业的主导矿源为低品位的劣质锰矿。
实用新型内容
为了克服上述的缺陷，本实用新型提供一种成本低，浸出率高的两矿法生产电解金属锰的制液装置。
为达到上述目的，本实用新型两矿法生产电解金属锰的制液装置，包括用 于将锰矿制备成80～130目的锰矿粉的雷蒙磨机，将硫铁矿制备成80～130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机，带有搅拌机的浸出槽，加热锅炉，温度控制装置和压滤装置；
其中，所述浸出槽设置在所述锰矿粉雷蒙磨机和所述硫铁矿粉雷蒙磨机的物料输出口的下方；
所述浸出槽内设有硫酸输入管，阳极液输入管以及氨水输入管；
所述加热锅炉的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头和控制装置构成，所述温度感应探头伸入到所述浸出槽内，所述控制装置用于接收所述温度感应探头的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置的控制信号输出端与所述加热锅炉的信号输入端相连接；
在所述浸出槽开口处设有一横梁，在所述横梁上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机，传动装置，桨叶和桨叶轴构成，所述的桨叶轴下端穿过所述横梁的中部伸入到所述浸出槽内，所述桨叶设置在所述桨叶轴的下端，所述桨叶轴的上端经传动装置与所述电机的动力输出端相连接，或经联轴器与所述电机的动力输出端相连接；
所述压滤装置设置在所述浸出槽口上方的一侧，所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接，在所述输送管道上设置有增压矿浆泵。
或者，包括用于将锰矿制备成80～130目的锰矿粉的雷蒙磨机，将硫铁矿制备成80～130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机，带有搅拌机的浸出槽，加热锅炉，温度控制装置和压滤装置；
其中，在所述锰矿粉的雷蒙磨机和所述硫铁矿粉的雷蒙磨机的物料输出口设有用于传送物料的传送装置，所述传送装置的物料输出端与所述浸出槽的物 料输入口相连通；
所述浸出槽内设有硫酸输入管，阳极液输入管以及氨水输入管；
所述加热锅炉的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头和控制装置构成，所述温度感应探头伸入到所述浸出槽内，所述控制装置用于接收所述温度感应探头的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置的控制信号输出端与所述加热锅炉的信号输入端相连接；
在所述浸出槽开口处设有一横梁，在所述横梁上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机，传动装置，桨叶和桨叶轴构成，所述的桨叶轴下端穿过所述横梁的中部伸入到所述浸出槽内，所述桨叶设置在所述桨叶轴的下端，所述桨叶轴的上端经传动装置与所述电机的动力输出端相连接，或经联轴器与所述电机的动力输出端相连接；
所述压滤装置设置在所述浸出槽一侧，所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接。
进一步地，所述锰矿粉的雷蒙磨机和所述硫铁矿粉的雷蒙磨机设有用于调节输出物料的粒度和产量的粒析装置，所述粒析装置控制细度为-80～-130目。
或者，包括用于将锰矿和硫铁矿粉碎的制粉机，用于筛选-80～-130目的锰矿粉和硫铁矿粉的筛选机，浸出槽，加热装置，搅拌装置和压滤装置；
其中，所述制粉机的物料输出端与所述筛选机的物料输入端相连接，所述浸出槽设置在所述筛选机的物料输出口的下方；
所述加热装置的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述搅拌装置设置在所述浸出槽上，用于对所述浸出槽内液体进行搅拌的装置；
所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接。
特别的，所述传动装置由设置在所述桨叶轴上端的皮带轮，设置在所述电机上的皮带轮和设置在两皮带轮上的皮带构成。
进一步地，在所述桨叶轴上设有两个或两个以上的所述桨叶，任意两个所述桨叶在所述桨叶轴的径向方向和轴向位置均不相同
上述的结构，将细度为80～130目的锰矿粉和硫铁矿粉投放到已进行搅拌的注满阳极液的浸出槽内，然后开始按投放的锰矿粉和硫铁矿粉的重量，加入适量的硫酸溶液，此时开启加热锅炉加热矿浆，当矿浆升温到90℃时，开始浸出2～4小时，浸出结束的矿浆需取样分析，并用氨水调节其PH值，然后往浸出槽内投入适量的锰矿粉进行搅拌氧化，氧化过程中需再取样分析，合格后再加入氨水调节矿浆的PH值，此时浸出液中会生成Fe(OH)3的沉淀物。含有沉淀物Fe(OH)3的浸出液经压滤装置将沉淀物从溶液中分离，分离后的浸出液即为含有重金属杂质的MnSO4溶液，该溶液即可进行后续的除杂，净化，深度净化等工序。
本实用新型以低品位氧化锰矿和有色金属矿尾矿(硫铁矿)或原生硫铁矿为原料生产电解金属锰，原材料成本低，且取消了还原焙烧的工序，生产工艺流程短，经济环保。
附图说明
图1为本实用新型两矿法生产电解金属锰的制液装置的结构示意图；
图2为本实用新型两矿法生产电解金属锰的制液装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述。
如图1所示所述两矿法生产电解金属锰的制液装置，包括用于将锰矿制备成80～130目的锰矿粉的雷蒙磨机1，将硫铁矿制备成-80～-130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机2，带有搅拌机的浸出槽21，加热锅炉15，温度控制装置和压滤装置10；
其中，所述浸出槽21设置在所述锰矿粉雷蒙磨机1和所述硫铁矿粉雷蒙磨机2的物料输出口的下方；
所述浸出槽21内设有硫酸输入管7，阳极液输入管8以及氨水输入管9；
所述加热锅炉15的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽21上的蒸汽输入口与所述浸出槽21的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头17和控制装置16构成，所述温度感应探头17伸入到所述浸出槽21内，所述控制装置16用于接收所述温度感应探头17的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置16的控制信号输出端与所述加热锅炉15的信号输入端相连接；
在所述浸出槽21开口处设有一横梁18，在所述横梁18上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机4，传动装置22，桨叶11和桨叶轴14构成，所述的桨叶轴14下端穿过所述横梁18的中部伸入到所述浸出槽21内，所述桨叶11设置在所述桨叶轴14的下端，所述桨叶轴14的上端经传动装置22与所述电机4的动力输出端相连接，或经联轴器20与所述电机4的动力输出端相连接(如图2)；
所述压滤装置10设置在所述浸出槽21口上方的一侧，所述压滤装置10的物料输入口与所述浸出槽21的物料输出口通过输送管道13相连接，在所述输送管道13上设置有增压矿浆泵12。
或者如图2所示两矿法生产电解金属锰的制液装置，所述包括用于将锰矿制备成-80～-130目的锰矿粉的雷蒙磨机1，将硫铁矿制备成-80～-130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机2，带有搅拌机的浸出槽21，加热锅炉15，温度控制装置和压滤装置10；
其中，在所述锰矿粉的雷蒙磨机1和所述硫铁矿粉的雷蒙磨机2的物料输出口设有用于传送物料的传送装置19，所述传送装置19的物料输出端与所述浸出槽21的物料输入口相连通；
所述浸出槽21内设有硫酸输入管7，阳极液输入管8以及氨水输入管9；
所述加热锅炉15的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽21上的蒸汽输入口与所述浸出槽21的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头17和控制装置16构成，所述温度感应探头17伸入到所述浸出槽21内，所述控制装置16用于接收所述温度感应探头17的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置16的控制信号输出端与所述加热锅炉15的信号输入端相连接；
在所述浸出槽21开口处设有一横梁18，在所述横梁18上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机4，传动装置22，桨叶11和桨叶轴14构成，所述的桨叶轴14下端穿过所述横梁18的中部伸入到所述浸出槽21内，所述桨叶11设置在所述桨叶轴14的下端，所述桨叶轴14的上端经传动装置22与所述电机4的动力输出端相连接，或经联轴器20与所述电机4的动力输出端相连接；
所述压滤装置10设置在所述浸出槽21一侧，所述压滤装置10的物料输入口与所述浸出槽21的物料输出口通过输送管道相连接。
如图1所示，所述传动装置22由设置在所述桨叶轴14上端的皮带轮6，设置在所述电机上4的皮带轮3和设置在两皮带轮3和6上的皮带5构成。
如图1和图2所示，在所述桨叶轴14上设有两个或两个以上的所述桨叶11，任意两个所述桨叶11在所述桨叶轴14的径向方向和轴向位置均不相同
本实用新型所述两矿法生产电解金属锰的制液装置，采用的原料为低品位的氧化锰矿(含锰量为15～25％)，还原剂为硫铁矿(有色金属矿尾矿或原生硫铁矿)。本实施例选用3R、4R、5R型的雷蒙磨机为所述锰矿粉粉碎机1和硫铁矿粉碎机2，锰矿粉和硫铁矿细度要求100％过80～130目筛孔。
在所述浸出槽21经所述阳极液输入管8内注入阳极液，当阳极液没过所述搅拌机的所述桨叶11后开始搅拌，然后开始按计量要求往所述浸出槽21内按质量比1∶0.3～0.5∶0.3～0.5投放锰矿粉，硫铁矿粉以及硫酸，投放好后，开始由所述加热锅炉15向所述浸出槽3输送蒸汽为矿浆供热，使其温度达90℃。此时开始计算时间，要求的浸出时间为2～4小时。在物料浸出的过程中，多次检测浸出液中锰的含量，当锰的含量达到给定的浓度后，即浸出结束。
浸出过程属于极为复杂的多相化学反应，溶液中锰呈MnSO4，铁呈Fe2(SO4)3，其他杂质元素(Co、Ni、Zn、Cu等)生成相应的硫酸盐，其总反应式为：15MnO2+2FeS2+14H2SO4＝15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O
MeO+H2SO4＝MeSO4+H2O
其中MeO为重金属(Co、Ni、Zn、Cu等)的氧化物。
浸出结束后，矿浆PH值为2.5～3.0，取样定性分析Fe2+离子，根据Fe2+含量情况，用经所述氨水输入管9输入的氨水调整矿浆PH值为4.5～5.0，然后往所述浸出槽21中投入适量的锰矿粉进行氧化，搅拌氧化20～30分钟，取样定性分析Fe2+离子，直至Fe2+达到合格的要求；再用经所述氨水输入管9输入的氨水调整矿浆PH值为6.0～6.5.此条件下浸出液中Fe2(SO4)3可完全水解生产Fe(OH)3，并沉淀于浸出渣中达到除铁的目的。
Fe2(SO4)3水解按下式反应进行：
Fe2(SO4)3+6H2O＝2Fe(OH)3+3H2SO4
在除铁的过程中，大部分重金属离子也水解沉淀，杂质SiO2随同Fe(OH)3沉淀于浸出渣中。矿浆氧化中和除铁结束后，经所述增压砂泵12将所述浸出槽21内的液体泵入到所述压滤装置10内进行压滤，压滤后获得含铁合格的浸出液，滤渣送渣场堆存。
上述的浸出液即为含有重金属杂质的硫酸锰溶液，可进行后续的除杂，净化，深度进化，加入电解添加剂进行电解。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，包括用于将锰矿制备成80～130目的锰矿粉的雷蒙磨机，将硫铁矿制备成80～130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机，带有搅拌机的浸出槽，加热锅炉，温度控制装置和压滤装置；
其中，所述浸出槽设置在所述锰矿粉雷蒙磨机和所述硫铁矿粉雷蒙磨机的物料输出口的下方；
所述浸出槽内设有硫酸输入管，阳极液输入管以及氨水输入管；
所述加热锅炉的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头和控制装置构成，所述温度感应探头伸入到所述浸出槽内，所述控制装置用于接收所述温度感应探头的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置的控制信号输出端与所述加热锅炉的信号输入端相连接；
在所述浸出槽开口处设有一横梁，在所述横梁上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机，传动装置，桨叶和桨叶轴构成，所述的桨叶轴下端穿过所述横梁的中部伸入到所述浸出槽内，所述桨叶设置在所述桨叶轴的下端，所述桨叶轴的上端经传动装置与所述电机的动力输出端相连接，或经联轴器与所述电机的动力输出端相连接；
所述压滤装置设置在所述浸出槽口上方的一侧，所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接，在所述输送管道上设置有增压矿浆泵。
2.一种两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，包括用于将锰矿制备成80～130目的锰矿粉的雷蒙磨机，将硫铁矿制备成80～130目的硫铁矿粉的雷蒙磨机，带有搅拌机的浸出槽，加热锅炉，温度控制装置和压滤装置；
其中，在所述锰矿粉的雷蒙磨机和所述硫铁矿粉的雷蒙磨机的物料输出口设有用于传送物料的传送装置，所述传送装置的物料输出端与所述浸出槽的物料输入口相连通；
所述浸出槽内设有硫酸输入管，阳极液输入管以及氨水输入管；
所述加热锅炉的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述温度控制装置由温度感应探头和控制装置构成，所述温度感应探头伸入到所述浸出槽内，所述控制装置用于接收所述温度感应探头的感应信号，并向外输出控制信号，所述控制装置的控制信号输出端与所述加热锅炉的信号输入端相连接；
在所述浸出槽开口处设有一横梁，在所述横梁上设有所述搅拌机，所述搅拌机由电机，传动装置，桨叶和桨叶轴构成，所述的桨叶轴下端穿过所述横梁的中部伸入到所述浸出槽内，所述桨叶设置在所述桨叶轴的下端，所述桨叶轴的上端经传动装置与所述电机的动力输出端相连接，或经联轴器与所述电机的动力输出端相连接；
所述压滤装置设置在所述浸出槽一侧，所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接。
3.根据权利要求1或2所述两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，所述锰矿粉的雷蒙磨机和所述硫铁矿粉的雷蒙磨机设有用于调节输出物料的粒度和产量的粒析装置，所述粒析装置控制细度为80～130目。
4.一种两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，包括用于将锰矿和硫铁矿粉碎的制粉机，用于筛选80～130目的锰矿粉和硫铁矿粉的筛选机，浸出槽，加热装置，搅拌装置和压滤装置；
其中，所述制粉机的物料输出端与所述筛选机的物料输入端相连接，所述浸出槽设置在所述筛选机的物料输出口的下方；
所述加热装置的蒸汽输出口经设置在所述浸出槽上的蒸汽输入口与所述浸出槽的内腔相连通；
所述搅拌装置设置在所述浸出槽上，用于对所述浸出槽内液体进行搅拌的装置；
所述压滤装置的物料输入口与所述浸出槽的物料输出口通过输送管道相连接。
5.根据权利要求1或2或4所述两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，所述传动装置由设置在所述桨叶轴上端的皮带轮，设置在所述电机上的皮带轮和设置在两皮带轮上的皮带构成。
6.根据权利要求1或2或4所述两矿法生产电解金属锰的制液装置，其特征在于，在所述桨叶轴上设有两个或两个以上的所述桨叶，任意两个所述桨叶在所述桨叶轴的径向方向和轴向位置均不相同。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Kaiyuan Jinbang manganese industry limited liability company Assignor: Chen Banglong Contract record no.: 2012530000015 Denomination of utility model: Fluid preparation device for producing electrolytic manganese metal by adopting two-ores method Granted publication date: 20110413 License type: Exclusive License Record date: 20120424 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHEN YU Free format text: FORMER OWNER: CHEN BANGLONG Effective date: 20150521 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 661600 HONGHE HANI AND YI AUTONOMOUS PREFECTURE, YUNNAN PROVINCE TO: 650000 KUNMING, YUNNAN PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150521 Address after: Room 505, building C, No. 234, Wuyi Road, Wuhua District, Yunnan, Kunming, 650000 Patentee after: Chen Yu Address before: 661600 Kaiyuan city of Yunnan province Lingquan Road No. 336 building 7 CCB Patentee before: Chen Banglong |
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Granted publication date: 20110413 Termination date: 20190622 |
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