锰离子的去除方法及其在湿法冶金炼锌领域中的应用技术

本发明专利技术提供了一种锰离子的去除方法及其在湿法冶金炼锌领域中的应用。该去除方法包括：将氧化性气体与含锰离子的目标溶液进行氧化反应，以使锰离子转化为沉淀，其中，氧化性气体包括二氧化硫和氧气，且二氧化硫的分压为0.0005～0.08Mpa，氧气的分压为0.02～0.72MPa，氧化性气体的压力0.1～0.8MPa。通过控制氧化性气体的压力以及二氧化硫和氧气的分压，使参与氧化反应过程的反应体系在特定范围的氧化电位下发生氧化反应，实现去除锰离子的效果。该去除方法不仅解决了锰离子去除过程中引入杂质的问题，还向目标溶液中补加了硫元素。上述去除方法具有锰离子去除率高、可实现在线连续操作、工艺成本低等优点。

Removal of manganese and its application in Zinc Hydrometallurgy

The invention provides a manganese ion removal method and an application in the field of hydrometallurgy and zinc smelting. The removal method includes: oxidization reaction between the oxidizing gas and the target solution containing manganese ion, so as to transform the manganese ion into precipitation, wherein the oxidizing gas includes sulfur dioxide and oxygen, and the partial pressure of sulfur dioxide is 0.0005-0.08mpa, the partial pressure of oxygen is 0.02-0.72mpa, and the pressure of the oxidizing gas is 0.1-0.8MPa. By controlling the pressure of the oxidizing gas and the partial pressure of sulfur dioxide and oxygen, the reaction system involved in the oxidation process will be oxidized under a specific range of oxidation potential, so as to achieve the effect of manganese ion removal. This method not only solves the problem of introducing impurities in the process of manganese ion removal, but also adds sulfur to the target solution. The removal method has the advantages of high removal rate of manganese ion, on-line continuous operation and low process cost.

【技术实现步骤摘要】
锰离子的去除方法及其在湿法冶金炼锌领域中的应用
本专利技术涉及锰元素的去除领域，具体而言，涉及一种锰离子的去除方法及其在湿法冶金炼锌领域中的应用。
技术介绍
湿法炼锌过程中，浸出液成分复杂，其中最常见的杂质元素为铁。大多数锌的冶炼原料里面都含有不同价态的铁，导致浸出液中铁也以不同价态的形式存在。除铁工艺一般都需要将溶液中低价态的铁(II)氧化成高价态的铁(III)，然后采用调节pH值的方法，使铁以各种形式高价态物质进行沉淀去除。使用最多的氧化剂为MnO2，选用MnO2作为氧化剂的优点有：一是许多锌冶炼原料中含有锰，在锌后续电积精炼过程中，锰在一定浓度范围内对电积是有一定益处的；电积产生的阳极泥含有大量的MnO2，使得锰元素又能循环到原料浸出段作为氧化剂使用，通过调节可以实现锰元素的有效利用，实现不引入其他杂质。二是MnO2作为氧化剂比其他氧化剂如双氧水的成本低很多。现行湿法锌冶炼锰循环系统存在问题是：一是锌冶炼原料种类复杂，锰的含量超过了锰循环系统的忍耐程度，浸出液中存在多余的低价锰，在此基础上需要对过量的锰进行去除，保证锰的循环系统正常运行。二是锌冶炼原料中其他还原性的物质含量较多，在利用二氧化锰作为氧化剂时引入的锰元素超过锰循环系统的忍耐程度，这种情况下也需要对锰进行去除。湿法锌冶炼工艺过程中锰的去除工艺主要分为两大类，一类是氧化沉淀去除法，采用的氧化剂主要有高锰酸钾、次氯酸盐、过硫酸铵以及采用阳极氧化的方法。采用以上氧化技术都会引入其他杂质离子，对于连续生产的工艺来说，存在工艺不稳定的风险，并且需要增加额外的手段对于引入杂质离子进行去除，操作复杂，成本高，可操作性不强；阳极氧化法(如现有文献CN105948191)则需要增设阳极氧化处理装置，能耗高，成本高。另一类是采用分离的方法进行锰的去除，现有技术包括吸附法和萃取法，吸附法主要用于废水中锰离子的去除，对于锌冶炼工艺不适用；湿法锌冶炼中，含锰液的溶液中锌的含量比较高，在此条件下，采用萃取的方法很难实现锰锌的分离，因此萃取的方法也不太适用。现有文献CN106673025提出了一种利用红土镍矿湿法工艺生产含镁废液生产氢氧化镁的工艺方法，其包括以双氧水或空气作为氧化剂，在pH8.0-9.5条件下，采用氧化沉淀法去除二价锰离子的方法。该方法的缺点是锰离子的去除率不高，且操作pH值不适用于锌冶炼连续除锰工艺。基于以上情况，有必要提供了一种锰元素去除率较高的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种锰离子的去除方法及其在湿法冶金炼锌领域中的应用，以解决现有的锰离子的去除方法存在锰离子去除率不高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种锰离子的去除方法，该去除方法包括：将氧化性气体与含锰离子的目标溶液进行氧化反应，以使锰离子转化为沉淀，其中，氧化性气体包括二氧化硫和氧气，且二氧化硫的分压为0.0005～0.08Mpa，氧气的分压为0.02～0.72MPa，氧化性气体的压力为0.1～0.8MPa。进一步地，氧化性气体中，二氧化硫的分压为0.001～0.06MPa，氧气的分压为0.04～0.54MPa，氧化性气体的压力为0.2～0.6MPa。进一步地，氧化反应的反应温度25～95℃，反应时间为1～5h。进一步地，氧化反应的反应温度30～80℃，反应时间为1～3h。进一步地，在进行氧化反应之前，去除方法还包括：将氧化性气体通入目标溶液中，或使氧化性气体与目标溶液混合形成气液混合物。进一步地，氧化性气体还包括氮气和/或惰性气体。进一步地，氧化反应的反应体系中，锰离子的浓度为5～30g/L，pH为2.0～5.0。本申请的另一方面还提供了一种锰离子的去除方法在湿法冶金炼锌领域中的应用。应用本专利技术的技术方案，上述去除方法中，选用含有二氧化硫和氧气的氧化性气体作为氧化剂，通过控制氧化性气体的压力以及二氧化硫和氧气的分压，使参与氧化反应过程的反应体系在特定范围的氧化电位下发生氧化反应，实现去除锰离子的效果。该去除方法不仅解决了锰离子去除过程中引入杂质的问题，还向目标溶液中补加了硫元素，同时由于氧化反应具有针对性，因而上述去除方法还具有锰离子去除率高的优点。此外上述方法还可实现在线连续操作，从而能够节约工艺成本。在此基础上，采用上述方法去除锰离子具有锰离子去除率高、避免杂质的引入，工艺成本低，易实现工业化等优点。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
所描述的，现有的锰离子的去除方法存在锰离子去除率不高的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锰离子的去除方法，该去除方法包括：将氧化性气体与含锰离子的目标溶液进行氧化反应，以使锰离子转化为沉淀，其中，氧化性气体中包括二氧化硫和氧气，其中二氧化硫的分压为0.0005～0.08MPa，氧气的分压为0.02～0.72MPa，氧化性气体的压力0.1～0.8MPa。锰离子的去除原理为：氧化性气体与锰离子发生氧化反应，以使低价的锰离子转化为高价的锰离子，同时形成高价锰沉淀(如二氧化锰和/或三氧化二锰)。同时氧化性气体中的二氧化硫和氧气与水转化为硫酸。上述去除方法中，选用含有二氧化硫和氧气的氧化性气体作为氧化剂，通过控制氧化性气体的压力以及二氧化硫和氧气的分压，使参与氧化反应过程的反应体系在特定范围的氧化电位下发生氧化反应，实现去除锰离子的效果。该去除方法不仅解决了锰离子去除过程中引入杂质的问题，还向目标溶液中补加了硫元素，同时由于氧化反应具有针对性，因而上述去除方法还具有锰离子去除率高的优点。此外上述方法还可实现在线连续操作，从而能够节约工艺成本。在此基础上，采用上述方法去除锰离子具有锰离子去除率高、避免杂质的引入，工艺成本低，易实现工业化等优点。为了进一步提高锰离子的去除率，在一种优选的实施例中，氧化性气体中，二氧化硫的分压为0.001～0.06MPa，氧气的分压为0.04～0.54MPa，氧化性气体的压力为0.2～0.6MPa。其中，上述二氧化硫的分压可以为0.005MPa、0.01MPa、0.03MPa、0.05MPa，氧气的分压可以为0.04MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa，氧化性气体的压力可以为0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa。更优选地，氧化性气体中，二氧化硫和氧气的分压为(0.1～1.2):1。将二者的比例限定在上述范围内有利于更好地控制氧化反应体的电位，从而有利于提高锰元素的去除率。在一种优选的实施例中，氧化反应的反应温度为25～95℃，反应时间为1～5h。氧化反应的反应温度和反应时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高氧化反应的反应程度，进而提高锰离子的去除率。为了更进一步提高锰离子的去除率，更优选地，氧化反应的反应温度为30～80℃，反应时间为1～3h。上述氧化温度可以选为30℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锰离子的去除方法，其特征在于，所述去除方法包括：/n将氧化性气体与含锰离子的目标溶液进行氧化反应，以使所述锰离子转化为沉淀，其中，所述氧化性气体包括二氧化硫和氧气，且所述二氧化硫的分压为0.0005～0.08Mpa，所述氧气的分压为0.02～0.72MPa，所述氧化性气体的压力0.1～0.8MPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种锰离子的去除方法，其特征在于，所述去除方法包括：
将氧化性气体与含锰离子的目标溶液进行氧化反应，以使所述锰离子转化为沉淀，其中，所述氧化性气体包括二氧化硫和氧气，且所述二氧化硫的分压为0.0005～0.08Mpa，所述氧气的分压为0.02～0.72MPa，所述氧化性气体的压力0.1～0.8MPa。


2.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于，所述氧化性气体中，二氧化硫的分压为0.001～0.06MPa，氧气的分压为0.04～0.54MPa，所述氧化性气体的压力为0.2～0.6MPa。


3.根据权利要求1或2所述的去除方法，其特征在于，所述氧化反应的反应温度25～95℃，反应时间为1～5h。


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【专利技术属性】
技术研发人员：陆业大，戴江洪，赵鹏飞，姚凤霞，申美玲，吴筱，朱建伟，聂颖，李涛，李斌，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11