电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法技术

一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法，具体工艺如下：（1）滤渣预处理；（2）加酸浸出；（3）矿浆过滤及固液分离；（4）铁红矿粉回收；（5）碳酸锰精矿回收；（6）氮磷复合肥基料制备；（7）氟硅酸钠制备。本发明专利技术能够从浸出压滤渣中回收得到铁红矿粉、碳酸锰精矿、氟硅酸钠和氮磷复合肥基料，过程简单，容易实现工业化，同时重金属成分含量完全符合国家相关标准，再次处理的废水废渣中不含重金属等有害成分，减轻了环境压力，具有重大推广价值。

【技术实现步骤摘要】
电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法
本专利技术属于废矿渣综合利用技术，特别是利用电解金属锰生产中浸出压滤渣回收制成多种化工产品的方法。
技术介绍
锰作为国民经济重要的战略资源之一，我国在“十一五”期间也将锰作为了国家战略资源。目前，锰主要通过电解法和还原法得到，而电解法制锰占纯锰制取总量的95％以上，电解金属锰的生产企业都是用菱锰矿和软锰矿为原料，经硫酸浸出→加氧化剂氧化二价铁→加氨水中和水解除铁→浸出压滤(一次压滤渣)→滤液→加SDD(福美钠)沉重金属(Co、Ni、Cu)→二次压滤→滤液静置沉淀→抽滤清液→电解→电解金属锰。其过程产生大量进出压滤渣，产渣率达每生产一吨电解金属锰就产出6-8吨的浸出压滤渣，被直接运往渣库丢放。而这渣中还含有许多有用的元素，如：中信大锰大新锰业有限公司的浸出压滤渣就有：硫酸锰12％、二氧化硅30-40％、硫酸钙5-10％、硫酸镁3-4％、氧化铝13％、氢氧化铁20％、硫酸铵2-3％，这样不仅流失了有价值的矿物资源，并且占用了大量的土地资源，给环境污染及地质灾害的发生存在极大隐患。公告号为CN10306425B的专利文献公开了“一种电解锰渣综合利用的工艺”其工艺是用水循环清洗浸出渣和蒸发浓缩回收可溶性锰及硫酸铵，余下废渣制砖。其缺点是只回收了部分可溶性锰及硫酸铵，但未能回收没有浸出及不溶于水的有价值矿物，而且耗电耗水大，回收成本太高。专利技术人对电解锰废渣的处理回收进行了深入研究，并申请了相关专利：“电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法”，专利号为ZL201210179516.8，此方法采用了重、浮、磁选及化学生物浸出等工艺进行综合回收利用，虽然较全面回收有价金属矿物及制备复合肥基料，但在实施过程中工艺路线太长，使用的辅料及机械设备太多，占地面积太大，在不断总结经验和改进生产工艺的条件下，专利技术了更为先进实用、简单可行的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣高效回收利用的方法，该方法能够回收铁红矿粉、碳酸锰精矿、制备氟硅酸钠和氮磷复合肥基料，以解决目前废渣回收处理工艺路线长、使用辅料及机械设备多、产地面积大，损耗高的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术路线是这样实现的：一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法，具体工艺包括如下部分：(1)滤渣预处理；(2)加酸浸出；(3)矿浆过滤及固液分离；(4)铁红矿粉回收；(5)碳酸锰精矿回收；(6)氮磷复合肥基料制备；(7)氟硅酸钠制备；所述滤渣预处理是将滤渣先加水混合后粉碎为矿浆，然后再通过螺旋分级机分级后，使未过100目筛的矿粒经湿式球磨机细磨直至过100目筛。因电解锰、二氧化锰滤渣是含液量为28-30％的结实块状物，须有水状态下在粉粹机中粉粹成矿浆；矿浆的粒度分布一般为84％过100目筛，16％未过100目筛，即有84％矿粒是100目筛的筛下物，有16％矿粒是100目筛的筛上物。所以矿浆经过螺旋分级机进行分级使16％筛上矿粒进入湿式球磨机细磨达到浸出的粒度要求。所述加酸浸出是在矿浆中加入浓硫酸，控制体系pH≤1.5，使Fe3+、Mn2+以离子状态浸出于矿浆中；所述矿浆过滤及固液分离是用耐磨耐酸蚀渣浆泵打入压滤机进行固液分离，所得滤饼做过磷酸钙肥用，所得滤液进入下步工序处理；所述铁红矿粉回收是在步骤(3)制得滤液中一次中和，加入铵碱调节pH至4-5，使Fe(OH)3沉淀析出，经压滤机压滤，所得滤饼洗涤烘干得铁红矿粉；所述碳酸锰精矿回收是在步骤(4)制得滤液中二次中和，再加入铵碱调节pH7.2-8，使MnCO3沉淀析出，压滤机压滤固液分离，所得滤饼洗涤烘干得碳酸锰精矿，所得滤液用浓硫酸再和至pH为7，送回循环用水池；所述氮磷复合肥基料制备的具体步骤为：①将步骤(3)中制得的滤饼用循环水在粉碎机中粉碎成浆，放入配浆桶；②加入含高氟低硅的P2O5含量为≥26％的氟磷灰石搅拌配成浆料，进入混合反应器，备用；③加入重量浓度90％以上的浓硫酸混合反应3-5min，完成后流入皮带化成室反应30min；④送入熟化池熟化7-15d，烘干粉碎即得；所述氟硅酸钠制备的具体步骤为：①采用酸雾吸收塔吸收步骤(6)制备中配浆桶、混合反应器、皮带化成室产生的SiF4气体，形成氟硅酸溶液；②当氟硅酸溶液含量达到8-10％时，抽至氟硅酸钠反应器，加入硫酸钠反应生成氟硅酸钠结晶，离心机过滤分离，滤液用铵碱中和pH为7送回循环水池，固体烘干干燥，即得氟硅酸钠。所述经酸雾吸收塔形成的氟硅酸溶液含量低于8％时，进入循环水池。本专利技术与现有技术相比其优点在于：一、能较全面有效地回收铁锰资源。(1)通过重新加水稀释粉粹分级擦洗研磨，这样降低了CaSO4的过饱和度，也破坏了包裹在矿粒表面的CaSO4包裹膜使矿粒更容易浸出；(2)在低的PH值下压滤固液分离，避免了金属离子以胶体状跟随滤渣走，流失了铁、锰金属，增加了滤渣的重金属含量。二、利用受热不稳定易挥发易流失的肥料铵碱(NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH3·H2O)作沉淀剂不仅回收了铁、锰金属，并使易流失铵碱肥料变成了稳定的(NH4)2SO4氮素肥料原料。三、利用高氟低硅的氟磷矿粉中的氟元素与滤渣中含有大量的硅元素制备Na2SiF6化工原料。四、利用磷矿粉与浓硫酸反应生成的磷酸二氢钙与滤渣水溶液中大量的(NH4)2SO4反应生成磷酸一铵制备NP复合肥基料。五、可利用锰矿资源及磷矿资源从事生产电解金属锰及磷化产品而实现无废渣排放的目标。附图说明图1为电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法的工艺流程图。图中看到，本专利技术的具体工艺如下：锰压滤渣首先加水进行粉碎和球磨，然后加浓硫酸浸出；矿浆压滤，滤饼进入反应器，加入浓硫酸和氟磷灰石，固体熟化制成氮磷复合肥；产生的氟硅酸气体用硫酸钠吸收生产氟硅酸钠；滤液一次中和再压滤，滤饼洗涤烘干得到铁红；滤液二次中和，压滤，洗涤烘干得到碳酸锰精矿。具体实施方式实施例一1、称取浸出压滤渣1000g和8L清水，放入粉粹机粉粹配成矿浆，并过100目筛网，筛下物进入化合搅拌桶、筛上物进入小型研磨机加2L清水一同研磨后过100目筛网并同加入化合搅拌桶，开动搅拌机，以65转/min搅拌速度进行搅拌。2、量取98％H2SO4500ml,边搅拌边加入混合搅拌桶中，继续搅拌4h左右，测量PH值为1.5，终止搅拌。3、压滤机过滤固液分离，滤渣放好留用，滤液放入中和水解搅拌桶，开动搅拌机，以65转/min搅拌速度进行搅拌。4、边搅拌边缓慢加入NH4HCO3粉，一次中和，测试溶液pH值，当PH为4时，停止加入NH4HCO3，继续搅拌至无气泡产生，终止搅拌。5、过滤固液分离，滤液放入中和沉淀搅拌桶，滤渣用清水洗涤三次，洗涤水一同放入中和沉淀搅拌桶，洗涤后滤渣在107℃下烘干即得168gFe含量为41％的铁红矿粉。见检测报告1。6、开动中和沉淀搅拌桶搅拌机并以65转/min转速进行搅拌，边搅拌边缓慢加入NH4HCO3粉，二次中和，同时测试溶液PH值，当pH为7.2时，停止加入NH4HCO3粉，继续搅拌至无气泡产生，终止搅拌。7、过滤固液分离，滤液放入中和沉淀搅拌桶中，滤渣用清水洗涤三次，洗涤液一并放入中和搅拌桶，压滤机滤渣在107℃下烘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法，其特征在于：具体工艺如下：（1）滤渣预处理；（2）加酸浸出；（3）矿浆过滤及固液分离；（4）铁红矿粉回收；（5）碳酸锰精矿回收；（6）氮磷复合肥基料制备；（7）氟硅酸钠制备；所述滤渣预处理是将滤渣先加水混合后粉碎为矿浆，然后再通过螺旋分级机分级后，使未过100目筛的矿粒经湿式球磨机细磨直至过100目筛；所述加酸浸出是在矿浆中加入浓硫酸使Fe3+、Mn2+以离子状态浸出于矿浆中；所述矿浆过滤及固液分离是用耐磨耐酸蚀渣浆泵打入压滤机进行固液分离，所得滤饼做过磷酸钙肥用，所得滤液进入下步工序处理；所述铁红矿粉回收是在步骤（3）制得滤液中一次中和，加入铵碱调节pH至4‑5，使Fe(OH)3沉淀析出，经隔膜压滤机压滤，所得滤饼洗涤烘干得铁红矿粉；所述碳酸锰精矿回收是在步骤（4）制得滤液中二次中和，再加入铵碱调节pH7.2‑8，使MnSO4沉淀析出，隔膜压滤机压滤固液分离，所得滤饼洗涤烘干得碳酸锰精矿，所得滤液用浓硫酸再和至pH为7，送回循环用水池；所述氮磷复合肥基料制备的具体步骤为：①将步骤（3）中制得的滤饼用循环水在粉碎机中粉碎成浆，放入配浆桶；②加入含高氟低硅的P2O5含量为≥26%的氟磷灰石搅拌配成浆料，进入混合反应器，备用；③加入重量浓度90%以上的浓硫酸混合反应3‑5min，完成后流入皮带化成室反应30min；④送入熟化池熟化7‑15d，烘干粉碎即得；所述氟硅酸钠制备的具体步骤为：①采用酸雾吸收塔吸收步骤（6）制备中混合反应器、皮带化成室产生的SiF4气体，形成氟硅酸溶液；②当氟硅酸溶液含量达到8‑10%时，抽至氟硅酸钠反应器，加入硫酸钠反应生成氟硅酸钠结晶，离心机过滤分离，滤液用铵碱中和pH为7送回循环水池，固体烘干干燥，即得氟硅酸钠。...

【技术特征摘要】
1.一种电解金属锰、二氧化锰生产浸出压滤渣回收利用的方法，其特征在于：具体工艺如下：（1）滤渣预处理；（2）加酸浸出；（3）矿浆过滤及固液分离；（4）铁红矿粉回收；（5）碳酸锰精矿回收；（6）氮磷复合肥基料制备；（7）氟硅酸钠制备；所述滤渣预处理是将滤渣先加水混合后粉碎为矿浆，然后再通过螺旋分级机分级后，使未过100目筛的矿粒经湿式球磨机细磨直至过100目筛；所述加酸浸出是在矿浆中加入浓硫酸使Fe3+、Mn2+以离子状态浸出于矿浆中；所述矿浆过滤及固液分离是用耐磨耐酸蚀渣浆泵打入压滤机进行固液分离，所得滤饼做过磷酸钙肥用，所得滤液进入下步工序处理；所述铁红矿粉回收是在步骤（3）制得滤液中一次中和，加入氨水调节pH至4-5，使Fe(OH)3沉淀析出，经隔膜压滤机压滤，所得滤饼洗涤烘干得铁红矿粉；所述碳酸锰精矿回收是在步骤（4）制得滤液中二次中和，再加入碳酸氢铵或碳酸铵调节pH7.2-8，使MnSO4沉淀析出，隔膜压滤机压滤固液分离，所得滤饼洗涤烘干得碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳臣，
申请(专利权)人：赵阳臣，
类型：发明
国别省市：广西;45