综合处理和利用生产高锰酸钾的废渣的方法技术

本发明专利技术涉及综合处理和利用生产高锰酸钾的废渣的方法，其步骤如下：按废渣∶稀硫酸∶硫酸亚铁溶液＝１∶０．４－０．７∶０．４－０．７的重量比取料，反应生成硫酸锰和硫酸高铁；反应溶液沉淀过滤后，滤清液送至氢氧化高铁合成槽中，沉淀和过滤出的物料用作复混肥的填料；在滤清液中加入碳酸氢铵，生成氢氧化高铁沉淀；分离氢氧化高铁用作三氧化二铁的原料；然后，在滤液中加入碳酸氢铵，使其与硫酸锰发生化学反应，生成碳酸锰沉淀；经脱水清洗，除去硫酸根，再干燥、粉碎、筛分、包装为成品；剩下的混合液送入蒸发器加热，得到的浓缩液与溶解工序得到的沉淀物制成三元复混肥。本发明专利技术从根本上解决对环境的污染问题；可使生产成本下降２５％左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业废渣的处理和利用技术，具体涉及。
技术介绍
高锰酸钾是传统的化工产品，广泛用于医药、化工、冶金、养殖、环境保护等行业，特别是发达国家将它用于城市工业污水和生活污水处理，使得高锰酸钾在环境保护方面的用途日益突出。据不完全统计，世界上高锰酸钾年生产能力在7.5万吨以上，其中中国约占3.4万吨，出口量约为1.2万吨。但是，由于制备高锰酸钾产生的废渣(通常称锰渣)对环境的污染问题难以解决，很多欧美国家都不在国内大规模生产高锰酸钾。据实测计算，每生产1吨高锰酸钾就会产生0.4吨锰渣；以此类推，中国每年产生锰渣将达1.36万吨以上。长期以来，未找到有效处理和利用锰渣的途径，大都采用堆码或填埋方式作暂时处理。由此带来的后果是占用土地量逐渐增大，污染地下水源，资源浪费严重，生产成本上升。据分析锰渣内含二氧化锰、二氧化硅、三氧化二铁、盐酸溶解总钾、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、水溶性高价锰等。如何利用锰渣中的宝贵资源，变废为利，是人们长期努力希望达到的目标。CN 1052292A公开的名称为“从高锰酸钾废渣中提取二氧化锰的方法”的专利技术专利申请、CN1127726A公开的名称为“用生产高锰酸钾的废渣生产硫酸锰的方法”的专利技术专利申请，都是对生产高锰酸钾的废渣作部分利用的尝试。虽然取得了一定效果，但离综合处理和利用生产高锰酸钾的废渣、变废为利、彻底解决锰渣对环境的污染的目标还有很远的距离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，它能从根本上解决生产高锰酸钾的废渣对环境的污染问题，使废渣中的资源得到经济合理的利用，降低高锰酸钾的生产成本。本专利技术是在分析生产高锰酸钾的废渣的基础上提出的。据1993年的分析数据表明，废渣内含二氧化锰约25-30％、二氧化硅(SiO2)约8.5％、三氧化二铁(Fe2O3)约7.3％、盐酸溶解总钾(以钾K+计)约9％、三氧化二铝(Al2O3约4.4％、氧化钙(CaO)约7％、氧化镁(MgO)约2.3％、水溶性高价锰(以KmnO4计)约2％。其中二氧化锰、三氧化二铁的含量多，用氧化还原法进行处理可以取得很好的效果。本专利技术所述的，其步骤如下(1)废渣溶解，按废渣∶稀硫酸∶硫酸亚铁溶液＝1∶0.4-0.7∶0.4-0.7的重量比取料，将废渣投入耐酸反应釜中，再加入稀硫酸和硫酸亚铁溶液，加热温度控制在45℃-80℃之间，反应生成硫酸锰和硫酸高铁；其化学反应方程式为 (2)沉淀过滤，溶解得到的反应溶液在耐酸反应釜中静置沉淀30分钟左右后，将上部清液用离心泵输入压滤机过滤，再将滤清液用泵送至氢氧化高铁合成槽中，沉淀和过滤出的物料用作复混肥的填料；(3)除铁，滤清液进入氢氧化高铁合成槽中后，先加粉末状的碳酸氢铵，当出现沉淀时，再加入过饱和碳酸氢铵溶液，控制反应液的PH值在4.5-5的范围内，并充分搅拌，使产生的二氧化碳气体溢出，生成的橘红色的氢氧化高铁沉淀，其化学反应方程式为 (4)分离清洗，先用压滤机将氢氧化高铁从上工序的反应液中分离出来，再用自来水清洗分离出来的氢氧化高铁，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可，然后，压干氢氧化高铁用作三氧化二铁的原料；本工序的滤液和清洗液合在一起输入碳酸锰合成槽中；(5)合成，将碳酸氢铵饱和溶液缓慢加入碳酸锰合成槽中，并不停搅拌，使硫酸锰与碳酸氢铵发生化学反应，生成粉红色的碳酸锰沉淀和排出二氧化碳气体，其化学反应方程式为 随着化学反应的进行，反应液的PH值逐渐上升，当反应液的PH升至7.7时，碳酸锰合成结束；(6)脱水清洗，将含有碳酸锰沉淀的混合液用泵送至离心机或压滤机脱水，并用自来水清洗，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可；(7)干燥包装，得到的碳酸锰经40℃-60℃的热风干燥后粉碎、再经120目/cm2筛分、包装为成品；碳酸锰广泛用于电子、电讯工业，是制作铁氧体的主要原料。(8)蒸发浓缩，将脱水清洗工序剩下的混合液送入蒸发器加热，得到含有硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、氯化钾的浓缩液。所述的，其废渣溶解加稀硫酸为15％-35％，硫酸亚铁溶液为15％-35％。所述的，其蒸发浓缩工序得到的含有硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、氯化钾的浓缩液，与溶解工序的沉淀物混合，加入过磷酸钙和粘合剂混合均匀，制成三元复混肥，经养分调整、造粒、烘干、筛分、包装为成品。这样，就从根本上解决生产高锰酸钾的废渣对环境的污染问题，为农业生产提供养分全面的复混肥，其中的可溶性锰是合成叶绿素的催化剂。所述的，其分离清洗得到的氢氧化高铁，在煅烧炉内加热至1000℃煅烧脱水，得到三氧化二铁，然后，粉碎经120目/cm2筛分，包装为成品。其分解反应方程式为 三氧化二铁可用作防锈底漆及颜料的填料，如橡胶工业中的轮胎、三角皮带的着色剂，皮革及人造革的着色剂，电讯工业中的磁性原件的主要材料。由本专利技术得到的碳酸锰还可根据市场的需要生产另外产品，如将碳酸锰与硫酸反应得到高纯度的硫酸锰；或者与硝酸反应得到高纯度的硝酸锰；或者与盐酸反应得到高纯度的氯化锰；或者与醋酸反应得到高纯度的醋酸锰；也可将合成得到的碳酸锰经高温煅烧得到高纯度的二氧化锰，或者一氧化锰。本专利技术和现有技术相比具有以下优点从根本上解决了堆放生产高锰酸钾的废渣占用土地和对环境的污染问题；利用废渣生产的产品在3个以上，并可根据市场的需求调整产品品种；由于废渣中的资源得到经济合理的利用，可使高锰酸钾的生产成本下降25％左右。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式实施例一参见图1，采用本专利技术综合处理和利用生产高锰酸钾的废渣，其步骤如下废渣溶解，按废渣∶稀硫酸∶硫酸亚铁溶液＝1∶0.6∶0.6的重量比，取生产高锰酸钾的废渣500Kg、20％稀硫酸300Kg、20％硫酸亚铁溶液300Kg，将废渣投入耐酸反应釜中，再加入稀硫酸和硫酸亚铁溶液，加热温度控制在45℃-80℃之间，反应生成硫酸锰和硫酸高铁；沉淀过滤，溶解得到的反应溶液在耐酸反应釜中静置沉淀30分钟左右后，将上部清液用离心泵输入压滤机过滤，再将滤清液用泵送至氢氧化高铁合成槽中，沉淀和过滤出的物料用作复混肥的填料；除铁，滤清液进入氢氧化高铁合成槽中后，先加粉末状的碳酸氢铵，当出现沉淀时，再加入过饱和碳酸氢铵溶液，控制反应液的PH值在4.5-5的范围内，并充分搅拌，使产生的二氧化碳气体溢出，生成橘红色的氢氧化高铁沉淀；分离清洗，先用压滤机将氢氧化高铁从上工序的反应液中分离出来，再用自来水清洗分离出来的氢氧化高铁，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可，然后，压干氢氧化高铁用作三氧化二铁的原料；本工序的滤液和清洗液合在一起输入碳酸锰合成槽中； 合成，将碳酸氢铵饱和溶液缓慢加入碳酸锰合成槽中，并不停搅拌，使硫酸锰与碳酸氢铵发生化学反应，生成粉红色的碳酸锰沉淀和排出二氧化碳气体；随着化学反应的进行，反应液的PH值逐渐上升，当反应液的PH升至7.7时，碳酸锰合成结束；脱水清洗，将含有碳酸锰沉淀的混合液用泵送至离心机或压滤机脱水，并用自来水清洗，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可；干燥包装，得到的碳酸锰经40℃-60℃的热风干本文档来自技高网...

【技术保护点】
综合处理和利用生产高锰酸钾的废渣的方法，其步骤如下：（１）废渣溶解，按废渣∶稀硫酸∶硫酸亚铁溶液＝１∶０．４－０．７∶０．４－０．７的重量比取料，将废渣投入耐酸反应釜中，再加入稀硫酸和硫酸亚铁溶液，加热温度控制在４５℃－８０℃之间，反应生成硫酸锰和硫酸高铁；（２）沉淀过滤，溶解得到的反应溶液在耐酸反应釜中静置沉淀３０分钟左右后，将上部清液用离心泵输入压滤机过滤，再将滤清液用泵送至氢氧化高铁合成槽中，沉淀和过滤出的物料用作复混肥的填料；（３）除铁，滤清液进入氢氧化高铁合成槽中后，先加粉末状的碳酸氢铵，当出现沉淀时，再加入过饱和碳酸氢铵溶液，控制反应液的ＰＨ值在４．５－５的范围内，并充分搅拌，使产生的二氧化碳气体溢出，生成橘红色的氢氧化高铁沉淀；（４）分离清洗，先用压滤机将氢氧化高铁从上工序的反应液中分离出来，再用自来水清洗分离出来的氢氧化高铁，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可，然后，压干氢氧化高铁用作三氧化二铁的原料；本工序的滤液和清洗液合在一起输入碳酸锰合成槽中；（５）合成，将碳酸氢铵饱和溶液缓慢加入碳酸锰合成槽中，并不停搅拌，使硫酸锰与碳酸氢铵发生化学反应，生成粉红色的碳酸锰沉淀和排出二氧化碳气体，当反应液的ＰＨ升至７．７时，碳酸锰合成结束；（６）脱水清洗，将含有碳酸锰沉淀的混合液用泵送至离心机或压滤机脱水，并用自来水清洗，除去硫酸根，洗液用氯化钡试液检查，其浊度与用氯化钡试液检查自来水的浊度相同时即可；（７）干燥包装，得到的碳酸锰经４０℃－６０℃的热风干燥后粉碎、再经１２０目／ｃｍ↑［２］筛分、包装为成品；（８）蒸发浓缩，将脱水清洗工序剩下的混合液送入蒸发器加热，得到含有硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、氯化钾的浓缩液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺诚孚，贺晓萍，
申请(专利权)人：杨迎艺，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]