一种电解锰阳极液的综合回收处理方法技术

本发明专利技术公开了一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，包括以下步骤：1）在电解锰阳极液中通入氨气，不断搅拌并调节阳极液的pH值至6~7，然后加入沉锰添加剂进行沉锰反应，反应完成后对料浆进行固液分离，得到滤液和含锰滤渣；2）向步骤1）得到的滤液中加入沉镁添加剂并继续搅拌，同时向滤液中鼓气吹脱；3）将步骤2）吹脱后的料浆固液分离，得到含镁滤渣和滤液，滤液回收利用。本发明专利技术的工艺过程中，电解锰阳极液中的锰生成碳酸锰可以代替目前的双飞粉；吹脱出来的气体中含有氨气，可以用于中和下一批待处理的电解锰阳极液，或者直接通入水中回收氨，回收的氨可用于浸出车间或电解车间，从而使阳极液中的铵得到再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种电解锰阳极液的综合回收处理方法
本专利技术属于有色金属湿法冶金领域，尤其涉及一种电解锰阳极液的综合回收处理方法。
技术介绍
在目前电解锰工业生产中，由于溶液体系的循环使用，导致体系的MgSO4累计达到150g/L以上，这给生产带来了很多困难，如：（1）使电解液的粘度、密度增加，导电率下降，造成电解液中的离子扩散受到妨碍，槽电压上升；（2）影响锰产品的纯度和品质；（3）在电极、设备和管道中不规则地析出物质，严重的会堵塞生产输送管道，给操作带来很大的困难，甚至影响正常生产。国内许多研究工作者提出了一些电解锰体系中除镁的方法。有化学沉淀方法，如刘洪钢等人[氟化锰沉淀脱除还原氧化锰矿浸出液中钙镁[J].矿冶,2007,16(4):25-28.]选用MnF2作为沉淀剂，对含MnSO4浸出溶液进行除镁试验，钙和镁的沉淀率分别达到96%和99%。有物理结晶方法，如伍福智等人[酸解法制备硫酸锰的研究[J].无机盐工业,1994,(5):44-46.]根据MgSO4与MnSO4的溶解度差异较大的特点，采用升温结晶法实现硫酸锰与硫酸镁的分离。混合溶液体系在100℃时结晶析出MnSO4·H2O晶体，母液继续蒸发至一定浓度后，降至室温(20℃左右)，静置结晶，过滤即可分离去除MgSO4·7H2O及MgSO4·6H2O。以上方法，都是单一方面考虑除镁效果，实际上由于溶液中还含有较高浓度的硫酸锰、硫酸铵等物质，在除镁的过程中，锰有可能跟随镁的走向而损失，硫酸铵也会在溶液中结晶。这样不仅造成一定的资源浪费，而且带来较大的环保压力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，该方法通过在电解锰阳极液中通入氨气调节pH值，然后加入锰沉淀剂，实现锰的分离回收；再通过通入气体吹脱和加入镁沉淀剂，实现铵的回收和镁的分离。最后得到的滤液含有非常少的硫酸盐，可以作为浸出车间补充液。整个工艺实现了锰、镁、铵的综合处理，具有非常重要的实际意义。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，包括以下步骤：1）在电解锰阳极液中通入氨气，不断搅拌并调节阳极液的pH值至6~7，然后加入沉锰添加剂进行沉锰反应，反应完成后对料浆进行固液分离，得到滤液和含锰滤渣；2）向步骤1）得到的滤液中加入沉镁添加剂并继续搅拌，同时向滤液中鼓气吹脱；3）将步骤2）吹脱后的料浆固液分离，滤渣为含钙硫酸盐和镁的水合沉淀，滤液作为浸出车间补充液回收利用。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤1）中，待处理的电解锰阳极液中MnSO4浓度为30g/L~45g/L，MgSO4浓度为120g/L~200g/L，(NH4)2SO4浓度70g/L~90g/L。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤1）中，沉锰添加剂为二氧化碳、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种。进一步优选的，沉锰添加剂为碳酸氢铵，因为碳酸氢铵是比较稳定且非常容易获得的物质，在化学沉淀过程中，与锰的化学反应效果较好。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤1）中，沉锰添加剂的加入量为使电解锰阳极液中Mn2+完全转化为碳酸锰沉淀的理论量的1~1.3倍。进一步优选的，沉锰添加剂的加入量为使电解锰阳极液中Mn2+完全转化为碳酸锰沉淀的理论量的1.1倍。沉锰添加剂稍微过量，有利于溶液中锰沉淀完全。过量的碳酸铵或碳酸氢铵在后续吹脱时，都分解成氨气而回收利用。因此，不会影响到溶液的后处理。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤1）中，沉锰反应的时间为45min~120min。进一步优选的，沉锰反应的时间为60min。由于碳酸氢根存在一个水解平衡，只有释放的CO32-才能和Mn2+反应，因此需要一定的化学反应时间。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2）中，沉镁添加剂为Ca(OH)2、CaO和CaO水乳液中的一种或几种。进一步优选的，沉镁添加剂为CaO水乳液。由于硫酸镁和Ca(OH)2能反应生成硫酸钙、氢氧化镁的混合沉淀，化学反应的趋势很大，生成的沉淀基本不溶于水，起到较好的固化效果，所以选择Ca(OH)2做沉淀剂。优选为CaO水乳液是因为其在市场上最容易获得，价格较低廉。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2）中，沉镁添加剂的加入量以Ca元素计算，Ca元素与电解锰阳极液中Mg2+的摩尔比为2~4：1。更进一步优选的，Ca元素与电解锰阳极液中Mg2+的摩尔比为3：1。除了沉镁外，还有硫酸铵也会和Ca(OH)2、CaO和CaO水乳液中反应生成硫酸钙、氨气、水，因此，添加的沉淀剂是需要过量。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2）中，鼓气吹脱过程中，向滤液中鼓入的气体为空气、氧气或氮气；鼓气吹脱的时间为120~240min。鼓气主要是带出溶液中的残留氨气，由于材料易得，所以进一步优选的气体为空气。吹脱后的气体中含有氨气，可以用于调节下一批的电解锰阳极液的pH值，或者直接通入水中回收氨。将吹脱后的气体用于调节下一批的电解锰阳极液的pH值，实现了氨气的内部循环使用，减少了生产成本。通入氨气，是中和阳极液中的硫酸，使溶液的pH升高到6~7，发生的化学反应为：H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4。多余吹脱气体中的氨气可以用水直接吸收达到回收氨的目的，回收的氨用于电解或浸出车间。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤1）中，固液分离的方式为重力分离、压滤分离和离心分离中的一种或几种。上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤3）中，固液分离的方式为压滤分离。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）本专利技术的工艺过程中，电解锰阳极液中的锰生成碳酸锰，回收率高，回收的锰可以代替目前的双飞粉。2）本专利技术的工艺过程中，吹脱出来的气体中含有氨气，可以用于中和下一批待处理的电解锰阳极液，从而使阳极液中的铵得到循环使用；或者将吹脱出来的气体通入水中回收氨，回收的氨可用于浸出车间或电解车间，从而使阳极液中的铵得到再利用。3）本专利技术的工艺过程中，最终获得的滤液中，MnSO4浓度为0.05g/L~1g/L，MgSO4浓度0.5g/L~35g/L，(NH4)2SO4浓度0.2g/L~5g/L。相对于未处理的电解锰阳极液，95%以上的硫酸盐都被分离，溶液中只残留的微量成分，滤液可以作为浸出车间补充液得到回收利用。4）本专利技术的工艺过程中，锰的回收率达到99.5%以上，镁的除去率达到82.3%以上，铵的回收率达到95%以上，锰和铵得到循环利用，滤液同样得到回收利用，只有镁固化外排。5）本专利技术的工艺过程中添加的沉淀剂价格低廉，生产成本低。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除有特别说明，本专利技术中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。实施例1：一种本专利技术的电解锰阳极液的综合回收处理方法，包括以下步骤：1）往浸出槽内加入400mL电解锰返回阳极液（该阳极液中MnSO4浓度为38.16g/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在电解锰阳极液中通入氨气，不断搅拌并调节阳极液的pH值至6~7，然后加入沉锰添加剂进行沉锰反应，反应完成后对料浆进行固液分离，得到滤液和含锰滤渣；2）向步骤1）得到的滤液中加入沉镁添加剂并继续搅拌，同时向滤液中鼓气吹脱；3）将步骤2）吹脱后的料浆固液分离，得到含镁滤渣和滤液，滤液回收利用。

【技术特征摘要】
1.一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在电解锰阳极液中通入氨气，不断搅拌并调节阳极液的pH值至6～7，然后加入沉锰添加剂进行沉锰反应，反应完成后对料浆进行固液分离，得到滤液和含锰滤渣；待处理的电解锰阳极液中MnSO4浓度为30g/L～45g/L，MgSO4浓度为120g/L～200g/L，(NH4)2SO4浓度70g/L～90g/L；沉锰添加剂的加入量为使电解锰阳极液中Mn2+完全转化为碳酸锰沉淀的理论量的1～1.3倍；2)向步骤1)得到的滤液中加入沉镁添加剂并继续搅拌，同时向滤液中鼓气吹脱；其中，沉镁添加剂为Ca(OH)2、CaO和CaO水乳液中的一种或几种；鼓气吹脱过程中，向滤液中鼓入的气体为空气、氧气或氮气；鼓气吹脱的时间为120～240min；吹脱后的气体用于调节下一批的电解锰阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊雪良，李重洋，何利民，叶万奇，刘雪莹，杨智，唐三川，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43