一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法技术

本发明专利技术属于化工工程技术领域，涉及一种电解锰过程中产生的复盐结晶物的处理方法。该方法包括：1.将电解锰产生的复盐结晶物用40℃的水溶解至饱和溶液；2.用氨水将pH值调节至6.5～8.5；3.过滤并将滤液与CO2气体反应生成碳酸锰沉淀；4.将碳酸锰沉淀固液分离，再用水将滤渣洗涤至碳酸锰的含量大于92％；5.将洗涤后获得的滤液加入氧化镁反应生成硫酸镁和氨水；6.将反应产物输送至脱氨塔，将氨水变为气体并脱除；7.将脱氨后的溶液结晶分离出硫酸镁结晶物。利用本方法，实现电解锰产生的复盐结晶物的资源化利用，以及电解锰的循环经济发展，节省清运堆放成本，减少土地占用以及环境污染，实现良好的社会效益和经济效益。

A method for treating complex salt crystals in electrolytic manganese process

The invention belongs to the field of chemical engineering technology, and relates to a processing method for complex salt crystals produced in the process of electrolytic manganese. The method includes: 1. dissolve the complex salt crystals produced by electrolytic manganese into saturated solution with water at 40 C; 2. adjust the pH value to 6.5-8.5 with ammonia water; 3. filter and react the filtrate with CO2 to form manganese carbonate precipitate; 4. separate the manganese carbonate precipitate solid-liquid and wash the filtrate residue with water to the content of manganese carbonate exceeding 92%; 5. wash the filtrate residue with ammonia water. The filtrate obtained from polyester reacts with magnesium oxide to form magnesium sulfate and ammonia water; 6. The reaction product is transported to the deaminator, and the ammonia water is changed into gas and removed; 7. The magnesium sulfate crystals are separated from the deaminated solution by crystallization. Using this method, the reclamation and utilization of complex salt crystals produced by electrolytic manganese and the development of recycling economy of electrolytic manganese can be realized, the cost of clearing, transportation and stacking can be saved, land occupation and environmental pollution can be reduced, and good social and economic benefits can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法
本专利技术属于化工工程
，涉及一种电解锰过程中产生的复盐结晶物的处理方法。
技术介绍
现有的电解锰的常采用湿法冶炼技术，主要利用阳极液中的硫酸将碳酸锰矿石中的Mn2+离子浸取出来，再加入硫化剂进行除杂质，添加氨水调节溶液的pH值，最后将杂质沉淀物压滤去除，与此同时会生成硫酸铵，增加电解液的导电性，并起到缓冲作用。电解过程中，阳极液将矿石中的有效成分溶解出来进行电解锰生产，由于阳极液是闭路循环使用，每循环一次，合格液中的镁离子会上升2g/L左右，从而造成液体中镁离子的富集浓度增高。根据同离子效应，硫酸锰、硫酸铵在电解液中的溶解度会有所降低从而生成混晶，与此同时，沉积在容器表面的固体矿泥粒子与新生镁锰铵混晶晶胞互相碰撞，诱导了结晶体的生成和长大。随着温度的降低，合格液中的离子将以硫酸铵锰、硫酸铵镁复盐结晶的形式析出。随着复盐结晶的逐渐增多，电解液流槽易被堵塞，最终影响电解过程的正常进行，因此需要定期对硫酸铵复盐结晶进行清理。同时，由于硫酸铵目前无法进行回收利用，需要建立专门的固废渣场，确保硫酸铵的安全处置，而此举不仅占用大量土地，还造成了环境风险和大量的资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，有效分离和提取混合结晶物中的工业资源，实现资源的有效利用，减少土地占用、节约堆放成本。本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，包括如下步骤：(1)将电解锰生产过程中产生的复盐结晶物用40℃的水溶解至饱和溶液；(2)用氨水将饱和溶液的pH值调节至6.5～8.5；(3)将中和后的溶液过滤，并将滤液送入碳化塔内与CO2气体反应并生成碳酸锰沉淀；(4)将步骤(3)中的碳酸锰沉淀进行固液分离后，再用水将滤渣洗涤至碳酸锰的含量大于92％；(5)将步骤(4)洗涤后获得的滤液送至密闭反应釜，再加入氧化镁使其与液体中的硫酸铵反应生成硫酸镁和氨水；(6)将步骤(5)的反应产物输送至脱氨塔，并在真空条件下将氨水变为气体从而脱除；(7)将步骤(6)中脱氨后的溶液结晶分离出硫酸镁结晶物。其中，步骤(1)中的复盐结晶物包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰，硫酸铵的含量为10％～50％、硫酸镁的含量为10％～40％、硫酸锰的含量为3％～12％；步骤(3)中，碳化塔内的温度为40℃～50℃，CO2气体的浓度为30％～60％；步骤(5)中，轻烧氧化镁的纯度为75％～95％；步骤(6)中，脱氨塔内的温度为50℃，压力为0～0.001MPa；将步骤(6)产生的气体抽入吸收塔，并用去离子水吸收至质量浓度为20％以上的氨水；步骤(7)中，结晶分离后的母液返回至步骤(1)中用于溶解复盐结晶物；步骤(7)中，硫酸镁结晶物加脱氧剂并煅烧脱硫生成氧化镁和二氧化硫烟气，氧化镁返回至步骤(6)用于脱氨。本专利技术所用的技术原理如下所示：锰分离原理：MnSO4+CO2＝MnCO3+SO2+1/2O2；氨分离原理：MgO+H2O＝Mg(OH)2；(NH4)2SO4+Mg(OH)2＝MgSO4+2NH3.H2O；镁分离原理：硫酸镁采用冷却结晶分离法；硫酸镁在不同温度和常温条件下，溶解度不同，该工艺是利用氧化镁与水反应生成氢氧化镁，氢氧化镁再与硫酸铵反应，生成氨水和硫酸镁，生成的硫酸镁与原料中的硫酸镁不断叠加富集在50℃的温度条件下达到饱和溶液后，送入冷却结晶器，采取降温、诱导起晶等措施，使其结晶分离，母液部分回到结晶器诱导结晶，大部分回到前序工段溶解复盐结晶物。利用本专利技术电解锰过程的复盐结晶物处理方法的有益效果为：实现电解锰产生的复盐结晶物的资源化利用，以及电解锰的循环经济发展；通过电解锰生产中镁的提取和利用，提高了高镁矿石的利用率；利用炉窑烟气中的CO2，对复盐结晶物中的锰进行置换，从而对工业级碳酸锰进行分离提纯，获得混合结晶中的工业资源，形成具有一定附加值的产品；利用轻烧氧化镁置换氨，产生的氨水用于电解锰生产，实现氨的循环利用，降低电解锰的生产成本；节省清运堆放成本，减少土地占用以及环境污染，实现良好的社会效益；整个生产线与电解金属锰的生产有机结合，形成循环的经济产业链，降低电解锰生产成本，解决了电解锰生产中复盐结晶物资源化利用的问题；与此同时，在工艺过程中通过使用特大型结晶物溶解设备及自动化控制技术，以及利用高效的固、液、气三相传热传质设备，提高了生产效率，实现了工艺的连续化、自动化，年处理电解锰复盐结晶物60万吨，具备良好的经济效益。具体实施方式一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，包括如下步骤：(1)将电解锰生产过程中产生的复盐结晶物用40℃的水溶解至饱和溶液；该复盐结晶物包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰，其中，硫酸铵的含量为38％、硫酸镁的含量为32％、硫酸锰的含量为5％；(2)将饱和溶液输送至沉淀池并用氨水将pH值调节至6.5～8.5；(3)将中和后的溶液过滤，并将获得的滤液送入碳化塔内与锰渣处理过程中炉窑脱硫烟气中的CO2气体反应并生成碳酸锰沉淀，其中，碳化塔内的温度为40℃～50℃，CO2气体的浓度为30％～60％；(4)将步骤(3)中的碳酸锰沉淀进行固液分离后，再用纯净水将滤渣洗涤至碳酸锰的含量大于92％，获得工业级碳酸锰；可将该工业级碳酸锰进行包装和销售；(5)将步骤(4)洗涤后获得的滤液送至密闭反应釜，再加入轻烧氧化镁使其与液体中的硫酸铵反应生成硫酸镁和氨水，其中，轻烧氧化镁的纯度为75％～95％；(6)将步骤(5)的反应产物输送至脱氨塔，并在真空条件下将氨水变为气体从而脱除，其中，脱氨塔内的温度为50℃，压力为0～0.001MPa；该步骤产生的气体用罗茨机抽入吸收塔，并用去离子水吸收至质量浓度为20％以上的氨水；将所获得的氨水送至电解锰制液系统，用于制取电解液；(7)步骤(6)中脱氨后的溶液中，其主要成分是硫酸镁，将该溶液送入冷却结晶器经过结晶分离出硫酸镁结晶物，母液返回至步骤(1)中用于溶解复盐结晶物；同时，硫酸镁结晶物加脱氧剂并在锰渣处理的回转窑中煅烧脱硫生成氧化镁和二氧化硫烟气，烟气用二氧化锰脱硫生产硫酸锰溶液，即用于生产电解锰，部分氧化镁返回至步骤(6)用于脱氨过程，剩余部分作为商品出售。整个生产工艺与电解金属锰生产有机结合，形成循环经济产业链，降低电解锰生产成本，破解电解锰生产中复盐结晶物资源化利用的技术难题；同时，在工艺过程中使用特大型结晶物溶解设备及自动化控制技术，以及三相传热传质设备，有效提高生产效率，实现工艺的连续化、自动化，利用该工艺可年处理电解锰复盐结晶物60万吨，具备良好的经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将电解锰生产过程中产生的复盐结晶物用40℃的水溶解至饱和溶液；(2)用氨水将饱和溶液的pH值调节至6.5～8.5；(3)将中和后的溶液过滤，并将滤液送入碳化塔内与CO2气体反应并生成碳酸锰沉淀；(4)将步骤(3)中的碳酸锰沉淀进行固液分离后，再用水将滤渣洗涤至碳酸锰的含量大于92％；(5)将步骤(4)洗涤后获得的滤液送至密闭反应釜，再加入轻烧氧化镁使其与液体中的硫酸铵反应生成硫酸镁和氨水；(6)将步骤(5)的反应产物输送至脱氨塔，并在真空条件下将氨水变为气体从而脱除；(7)将步骤(6)中脱氨后的溶液结晶分离出硫酸镁结晶物。

【技术特征摘要】
1.一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将电解锰生产过程中产生的复盐结晶物用40℃的水溶解至饱和溶液；(2)用氨水将饱和溶液的pH值调节至6.5～8.5；(3)将中和后的溶液过滤，并将滤液送入碳化塔内与CO2气体反应并生成碳酸锰沉淀；(4)将步骤(3)中的碳酸锰沉淀进行固液分离后，再用水将滤渣洗涤至碳酸锰的含量大于92％；(5)将步骤(4)洗涤后获得的滤液送至密闭反应釜，再加入轻烧氧化镁使其与液体中的硫酸铵反应生成硫酸镁和氨水；(6)将步骤(5)的反应产物输送至脱氨塔，并在真空条件下将氨水变为气体从而脱除；(7)将步骤(6)中脱氨后的溶液结晶分离出硫酸镁结晶物。2.如权利要求1所述的一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，复盐结晶物包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸锰。3.如权利要求2所述的一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法，其特征在于，所述复盐结晶物中，硫酸铵的含量为10％～50％、硫酸镁的含量为10％～40％、硫酸锰的含量为3％～12％。4.如权利要求1所述的一种电解锰过程的复盐结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾天将，张志华，段锋，宋正平，刘宁，田祯，张博，周杰，
申请(专利权)人：宁夏天元锰业有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64