应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法技术

一种应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，包括以下步骤：将电解锰工业产生的电解锰阳极液加入一搅拌结晶槽内，然后向搅拌结晶槽内添加硫酸铵固体，一边搅拌溶解一边加入硫酸铵固体，硫酸铵固体添加完毕后再结晶析出结晶物，结晶反应充分后进行过滤；过滤后的滤液循环用于电解锰化合浸出，回收过滤后的滤渣得到复合盐。本发明专利技术的方法工艺简单、操作简便，可显著降低电解锰阳极液中的镁浓度，并保持电解锰返回阳极液纯度。

【技术实现步骤摘要】
应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法
本专利技术属于有色金属湿法冶金
，特别涉及一种电解锰生产过程中除镁的方法。
技术介绍
在目前电解锰工业生产中，原料锰矿含有约2%的氧化镁，大部分在浸出工序溶出，而浸出液是循环使用的电解锰阳极液，导致体系中的MgSO4累积达到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，电流效率降低，从而降低了电解槽的生产效率，增加了生产能耗，增加了锰的生产成本；（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形成结晶，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生产除镁的方法，如氟化物沉淀法、草酸沉淀法、重结晶法等，但都有不理想之处。草酸沉淀法会引入新的杂质，且需要调节溶液的pH值，增加了经济成本。氟化物沉淀法方面，有人研究选用MnF2作为沉淀剂（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.），在沉淀温度为90℃、沉淀剂用量系数为1.5、搅拌时间为1h、原料液pH值为4.0时，钙和镁的沉淀率分别达到96%和99%，沉淀效果非常好，但是该法使用的MnF2要求纯度高，制备成本也高，且无现成商品，试验中是由MnSO4与NH4F反应自制而成；同时氟化盐用量过量系数大，残余氟离子含量增加，对阴极板具有较强的腐蚀作用，造成阴极板的使用寿命缩短。重结晶法是利用MgSO4和MnSO4在不同温度下溶解度的差异，通过结晶析出实现镁锰的分离。但温度低于100℃时MgSO4-MnSO4水系结晶时有混晶析出，导致分离效果不理想；温度高于100℃时虽然能较好地分离，但是也存在能耗高，效率低的缺点。申请号为CN201110024249的中国专利公开了一种电解锰加工工艺中乙醇循环除镁方法，其步骤为：向电解锰阳极液中加入无水乙醇，其加入量80～125g/1，搅拌均匀后，调整溶液温度在35℃～55℃，阳极液中的硫酸镁出现大量盐析沉淀，再将阳极液过滤分离，即除去阳极液中饱和硫酸镁沉淀。经过滤处理后的溶液可以通过蒸馏的方法把乙醇蒸馏分离，实现乙醇回收和循环利用。该方法的缺点是引入新的有机物相，乙醇蒸馏难以彻底析出，循环处理工序比较麻烦，镁的除去率不高，除镁时铵的损失也比较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种工艺简单、操作简便、可显著降低电解锰阳极液中的镁浓度、并保持电解锰返回阳极液纯度的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，包括以下步骤：将电解锰工业产生的电解锰阳极液加入一搅拌结晶槽内，然后向搅拌结晶槽内添加硫酸铵固体，一边搅拌溶解一边加入硫酸铵固体，硫酸铵固体添加完毕后再结晶析出结晶物，结晶反应充分后进行过滤；过滤后的滤液循环用于电解锰化合浸出，回收过滤后的滤渣得到复合盐。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，所述电解锰阳极液中MnSO4浓度为30g/l～45g/l，MgSO4浓度为120g/l～200g/l，(NH4)2SO4浓度为70g/l～90g/l。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，所述硫酸铵的加入量以溶液体系中硫酸铵的初始浓度控制在150g/l～250g/l为准。我们是根据电解锰阳极返回液中的硫酸铵浓度，计算需要新加入的硫酸铵固体量，最优选的硫酸铵初始浓度约为200g/l左右。所述添加的硫酸铵固体优选为工业级硫酸铵产品或副产品硫酸铵。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，析出的所述复合盐结晶物为六水硫酸镁铵，所述六水硫酸镁铵是由硫酸铵溶解后产生的硫酸根离子、铵根离子、镁离子和水组成的水合结晶物。所述六水硫酸镁铵的分子式为：(NH4)2SO4·MgSO4·6H2O，该复合盐结晶物在水中的溶解性能良好，可用作新型的含锰镁氮复合肥，也可以作为其他肥料原料或镁源材料。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，所述搅拌溶解时采用强力搅拌方式（优选的搅拌速度为800～2000r/min），且所述硫酸铵固体添加完毕后再继续搅拌0.5～2.0h（更优选1h左右）。由于在搅拌结晶槽内存在硫酸铵的溶解过程和硫酸镁铵复合盐的结晶过程，只有当硫酸铵全部溶解后，其利用率才能达到最高，因此硫酸铵的溶解开始阶段选择强力搅拌，尽量增加硫酸铵的溶解程度。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，所述结晶析出过程开始时停止搅拌，静置条件下进行自然结晶反应，且结晶反应的时间控制为2.0～6.0h（更优选的结晶反应时间为3.0h左右）。上述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，优选的，所述滤液中的MnSO4浓度25g/l～36g/l，MgSO4浓度为60g/l～110g/l，(NH4)2SO4浓度为90g/l～130g/l。该滤液是和原电解锰阳极返回液组份基本相同的溶液，但经过结晶除镁后，滤液中硫酸镁的浓度大大降低，硫酸铵浓度明显地增加，硫酸锰浓度稍有降低，这归因于硫酸镁铵结晶的携带损失，获得的滤液完全符合电解液返回循环利用的要求。本专利技术的上述技术方案主要基于以下原理：本专利技术通过向电解锰阳极液中添加硫酸铵并使其充分溶解，这大大增加了溶液体系中的硫酸根离子和铵根离子，大量的硫酸根离子、铵根离子和镁离子形成复合盐晶体，并从溶液体系中析出，具体的反应式为：2SO42-+Mg2++2NH4++6H2O=(NH4)2SO4·MgSO4·6H2O；析出的复合盐晶体带走了溶液中的镁，达到了除镁的效果。另外，添加的硫酸铵固体在溶解时会吸热，使溶液体系的温度有所降低，这更有利于增加硫酸镁铵复合盐的结晶量，提高除镁效果。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：第一，本专利技术的原料非常简单且易得，仅选用试剂硫酸铵固体，特别是在优选的硫酸铵来源于其它工业生产的副产品（如硫酸吸收焦炉气中的氨、氨水吸收冶炼厂烟气中二氧化硫等）时，价格更加便宜且经济性更好。第二，本专利技术的方法除镁率较高，除镁率可达40%～70%，可有效地将电解锰阳极液中的镁除去，同时还可增加循环电解锰阳极液中的硫酸铵浓度。第三，本专利技术添加的硫酸铵像沉淀剂一样，只除掉了大量的镁离子，且没有带入其他的新杂质，对锰、酸基本没有影响，保持了循环电解锰阳极液的纯度。第四，由于本专利技术工艺简单，原料价廉易得，故除镁成本相对较低，且还能得到可出售的副产品六水硫酸镁铵，大大提高了经济效益。总体来说，本专利技术的方法不仅工艺简单、操作简便，而且大大地降低了电解锰阳极返回液中的镁浓度，并保持了电解锰阳极返回液的纯度，是一种简便有效的电解锰阳极液中除镁的方法。具体实施方式实施例1：一种本专利技术的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，包括以下步骤：（1）将1000ml电解锰工业产生的电解锰阳极液，其中的组分浓度包括：MnSO439.7g/l，MgSO4浓度187.3g/l，(NH4)2SO4浓度79.3g/l；加入一搅拌结晶槽内，然后向搅拌结晶槽内添加150.0g硫酸铵固体，一边搅拌溶解一边加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，包括以下步骤：将电解锰工业产生的电解锰阳极液加入一搅拌结晶槽内，然后向搅拌结晶槽内添加硫酸铵固体，一边搅拌溶解一边加入硫酸铵固体，硫酸铵固体添加完毕后再结晶析出结晶物，结晶反应充分后进行过滤；过滤后的滤液循环用于电解锰化合浸出，回收过滤后的滤渣得到复合盐。

【技术特征摘要】
1.一种应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，包括以下步骤：将电解锰工业产生的含MnSO4浓度为30g/l～45g/l，MgSO4浓度为120g/l～200g/l，(NH4)2SO4浓度为70g/l～90g/l的电解锰阳极液加入一搅拌结晶槽内，然后向搅拌结晶槽内添加硫酸铵固体，硫酸铵的加入量以溶液体系中硫酸铵的初始浓度控制在150g/l～250g/l为准，一边强力搅拌溶解一边加入硫酸铵固体，硫酸铵固体添加完毕后再在静置条件下进行自然结晶析出结晶物，结晶反应充分后进行过滤；过滤后的滤液循环用于电解锰化合浸出，回收过滤后的滤渣得到复合盐。2.根据权利要求1所述的应用硫酸铵对电解锰阳极液进行除镁的方法，其特征在于，析出的所述复合盐结晶物为六水硫酸镁铵，所述六水硫酸镁铵是由硫酸铵溶解后产生的硫酸根离子、铵根离...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊雪良，叶万奇，何利民，刘雪莹，李重洋，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