一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法技术

本发明专利技术属于化工处理技术领域，涉及一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法。该方法，包括：1.一段煅烧固硫脱氨，将硫酸铵渣与锰矿粉混合并送入550℃的回转窑中反应，生成以硫酸锰和硫酸镁为主的半成品，以及以氨气和SO

【技术实现步骤摘要】
一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法
本专利技术属于化工处理
，涉及一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法。
技术介绍
在电解锰的生产过程中，化合工段主要采用酸溶的形式，将锰矿石中的有效成分溶解出来，经过除杂后，再向滤液中加入氨水，调节电解液的pH值，同时生成硫酸铵与硫酸锰形成锰铵配离子，增加了电解液的导电性，并起到缓冲作用。随着温度的降低，电解液在静止的过程中，饱和度会逐渐增加，并逐渐有晶体析出，而且温度越低、析出的晶体越多；经过测定，该晶体为硫酸铵锰、硫酸铵镁的复盐结晶物，若将此晶体随处排放，不仅浪费宝贵资源，而且严重污染自然环境。目前，尽管电解锰企业针对硫酸铵渣已有相关的研究和处理方式，但仍然无法有效的回收和利用硫酸铵渣。具体的，通过分析国内、外关于电解锰溶液中复盐结晶物的研究现状，现有的针对复盐结晶物处理方式主要有以下几种。(1)机械手段：使用机械对已形成的镁结晶进行处理；此法的优点是操作简单，但也存在诸多缺点，如，处理周期长，处理会造成设备内壁受损而变得粗糙不平，使得设备在以后的生产中更易结晶，另外，机械手段需要较大的人力和物力，结晶严重时甚至需要停产清理。(2)化学沉淀法：应用与镁形成溶解度极低的化合物，同时与锰形成相对溶解度较高的化合物作为沉淀剂进行沉镁，再将镁、锰分离；常用的沉淀剂有氟化物、草酸盐、碳酸盐、磷酸盐和复合沉淀剂等。具体的过程为：(a)将复盐结晶物溶解，采用碳化法在不同的pH范围内将锰、镁分离，制备成碳酸锰和碳酸镁，压滤后将固相碳酸锰和硫酸铵溶液返回至电解锰生产系统进行电解锰生产，碳酸镁转运至渣场综合利用；(b)将复盐结晶物溶解，再加入氟化物，利用氟化锰和氟化镁的溶解度不同将二者分离，再将硫酸锰和硫酸铵返回电解锰生产系统进行电解锰生产。(3)萃取法：目前，采用萃取法从复盐结晶物溶解液中进行镁、锰分离的研究还处于起步阶段，反应条件尚未确定。如，刘洪刚等在硫酸锰溶液中用30％的P5O7加70％的磺化煤油作为萃取剂；在室温下，相比O/A为3：1、pH＝0.2的条件下经五级逆流萃取，镁的萃取率为72.06％，锰的损失为6.35％，负载有机相采用硫酸反萃，镁的反萃率在98％以上。何宾宾等在刘洪刚的基础上，在硫酸锰溶液中增加了硫酸铵溶液，常温下，在硫酸铵浓度为78.00g/L、P5O7体积分数为30％、皂化率为20％、相比O/A为3：1的条件下，镁的萃取率达到48.75％，锰的萃取率达到了75.00％；用硫酸对负载有机相反萃，硫酸浓度为4mol/L、相比O/A为4：1、萃取温度为25℃的条件下，锰的反萃率为零，而镁的反萃率为45.84％。苏文征等用P204作萃取剂，相比萃取温度25℃、水相初始pH＝5.5、萃取时间为20min的条件下，在氯化锰溶液中萃取镁，经三级逆流萃取之后，锰的萃取率为81.82％，镁的萃取率为8.7％；用盐酸进行反萃，O/A为1：1，一级逆流萃取后锰的反萃率达到97.2％。由此可见，由于每个课题组的实验条件和结果差距比较大，萃取法在实验室阶段尚未探索出有效的最佳条件，工业化还需要更加漫长的研究路程。(4)重结晶法：将复盐结晶物溶解，在不同的温度范围内，利用硫酸铵、硫酸锰、硫酸镁的溶解度不同，根据相图将硫酸镁分离，然后将硫酸铵、硫酸锰返回电解进行电解锰生产；由此可见，对于结晶法的机理和具体除去率，研究并不透彻，仍需进一步深入探索。(5)制造复配肥：将复盐结晶物与钾盐或其它盐复配，制造复配肥。(6)渣库堆存：利用渣库进行堆存，而此法会给企业带来巨大的经济压力和环保负担。综上所述，对电解液析出的晶体硫酸铵渣的综合利用，是实现电解锰产业健康发展的重要途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，将硫酸铵渣采用干法煅烧处理，处理效率高，产生的气体和固体均得以充分的回收和利用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下。一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，其理论依据如下。其中，硫酸铵结晶物的理化性质为：无色结晶或白色颗粒、无气味，280℃以上分解；在250℃以下基本上是稳定的，加热到513℃以上会完全分解成氨气、氮气、二氧化硫及水；在水中的溶解度为：0℃时70.6g、100℃时103.8g，不溶于乙醇和丙酮，0.1mol/L水溶液的pH为5.5；相对密度为1.77，折光率为1.521；目前来说，硫酸铵主要用作肥料，适用于各种土壤和作物，还可用于纺织、皮革、医药等方面。该两段式煅烧处理方法的工艺思路为，将硫酸铵渣在550℃的温度下煅烧分解，生成氨气后通过吸收制成氨水，但是在该煅烧过程中，SO2、SO3也会夹杂在烟气中，导致无法进行氨水回收；而本申请的处理方法采用将碳酸锰矿与硫酸铵渣混合均匀后再进行550℃的高温煅烧，硫酸铵分解产生的SO2、SO3与碳酸锰反应生成硫酸锰，完成一段煅烧，从而达到脱氨固硫的效果；再将一段煅烧后的半成品用1200℃高温煅烧，使硫酸锰、硫酸镁高温分解生成SO2、MgO、MnO2，完成二段煅烧，产生的SO2可用于制备硫酸，氧化镁、二氧化锰用于硅锰合金生产，从而实现硫酸铵渣的处理和回收利用。一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，包括如下步骤：(1)一段煅烧固硫脱氨。其主要反应机理如下：将硫酸铵渣与锰矿粉混合并送入550℃的回转窑中反应，生成以硫酸锰和硫酸镁为主的半成品，以及以氨气和SO2为主的混合气体；具体的，以主要成分为硫酸铵锰和硫酸铵镁的复盐结晶物的硫酸铵渣为主要原料之一，将其晾晒后，再加入主要成分为碳酸锰的锰矿粉为另一主要原料，将二者在混料机中打散并混合均匀，再送入加热至550℃的回转窑中，物料从窑尾向窑头和热气逆向接触，从280℃开始至550℃物料中的硫酸铵分解，从而固住硫酸铵中的硫，并脱去硫酸铵中NH3、水份及少量SO2和CO2；同时，硫酸铵镁受热分解生成硫酸镁；其中，硫酸铵渣与锰矿粉的配比为1:1～1:2.5，锰矿粉优选加纳锰矿粉。另外，将混合气体送入第一级反应塔，生成硫酸铵液体，再送入第二级反应塔中，生成纯净的氨水。(2)二段煅烧脱硫制硫酸。其主要反应机理如下：将半成品送入1200℃的回转窑中反应，生成以氧化镁、二氧化镁为主的固体渣以及SO2气体，再将SO2气体制成硫酸；具体的，将步骤(1)中一段煅烧后的半成品送入加热至1200℃的回转窑内，物料从窑尾向窑头与高温逆向接触，物料中的硫酸镁和硫酸锰受热分解，将产生的以氧化镁、二氧化镁为主的固体渣用于硅锰合金的生产，将产生的SO2气体制成硫酸，从而实现电解金属锰硫酸铵渣的处理和回收利用。另外，还可将焦炭作为原料之一，和半成品混合后再加入回转窑中；其中，焦炭的加入量为半成品总量的2％～6％。本专利技术电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法的有益效果为，相对于湿法处理硫酸铵渣的方法，本处理方法采用干法煅烧，且通过两段煅烧的方式，煅烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)一段煅烧固硫脱氨：将硫酸铵渣与锰矿粉混合并送入550℃的回转窑中反应，生成以硫酸锰和硫酸镁为主的半成品，以及以氨气和SO

【技术特征摘要】
1.一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)一段煅烧固硫脱氨：将硫酸铵渣与锰矿粉混合并送入550℃的回转窑中反应，生成以硫酸锰和硫酸镁为主的半成品，以及以氨气和SO2为主的混合气体；
(2)二段煅烧脱硫制硫酸：将半成品送入1200℃的回转窑中反应，生成以氧化镁、二氧化镁为主的固体渣以及SO2气体，再将SO2气体制成硫酸。


2.如权利要求1所述的电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硫酸铵渣的主要成分为硫酸铵锰和硫酸铵镁的复盐结晶物，锰矿粉的主要成分为碳酸锰。


3.如权利要求1所述的电解金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾天将，宋正平，马鹏飞，张志华，张国举，
申请(专利权)人：宁夏天元锰业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64