一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法技术

本发明专利技术公开了一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，包括以下步骤：电解金属锰阳极泥依次加入水、碳酸盐溶液、酸溶液、水清洗，获得低钙镁、低酸含量的阳极泥，低钙镁、低酸含量的阳极泥除钾，中和，去除沉淀，得硫酸锰合格液。通过本发明专利技术能高效的去除电解金属锰阳极泥中的Ca、Mg、K、Na等金属杂质，得到能用于制备高纯硫酸锰的结晶母液。用于制备高纯硫酸锰的结晶母液。

【技术实现步骤摘要】
一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法


[0001]本专利技术涉及电解金属锰阳极泥处理
，尤其是一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法。

技术介绍

[0002]电解金属锰阳极泥是电解金属锰生产时电解液中少量Mn
2+
在阳极板上放电生成MnO2，积累在阳极板上形成的副产物。由于阳极泥中含有Pb、Se、Co、Ca、Mg等杂质，且电解锰阳极泥的矿物组成与结构复杂，其中的铅与锰的水合氧化物共生关系十分密切，大多数晶形发育不完善，因此采用机械分选方法不能提纯锰及回收铅，导致目前国内大多数生产厂家没有合适的方法进行回收利用，而是作为工业固体废物堆存或廉价出售，造成资源浪费和环境污染。
[0003]目前，国家已经明确将电解锰阳极渣列入危废管理，今后将阳极渣直接外售的做法已行不通，单如果常规堆放，又会占用土地，降低企业的经济效益，因此，公司阳极渣的处理问题已迫在眉睫。
[0004]据分析测试，阳极泥中Mn含量42~55％左右，Pb含量在5%左右，是一种很好的锰资源和铅资源，如果能去除其中的Ca、Mg、K、Na等金属杂质，将阳极泥有效的回收利用，那么对于阳极泥的资源化回收利用和环境保护将具有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，能高效的去除电解金属锰阳极泥中的Ca、Mg、K、Na等金属杂质，得到能用于制备高纯硫酸锰的结晶母液。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，其特征在于包括以下步骤：S1. 电解金属锰阳极泥加入水清洗，过滤，清洗和过滤操作不重复或重复1~3次，得阳极泥一洗渣和阳极泥一洗液；S2. 阳极泥一洗渣加入碳酸盐溶液清洗，过滤，得阳极泥二洗渣和阳极泥二洗液；S3. 阳极泥二洗渣加入酸溶液清洗，过滤，得阳极泥三洗渣和阳极泥三洗液，所述阳极泥三洗渣低钙镁杂质含量的阳极泥；S4. 阳极泥三洗渣用水清洗1~3次，过滤，得低钙镁、低酸含量的阳极泥；S5. 低钙镁、低酸含量的阳极泥除钾，中和，去除沉淀，得硫酸锰合格液。
[0007]进一步的，所述步骤S5中，除钾具体包括以下步骤：低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸和铁粉，再加入还原剂，反应接近终点时，控制溶液的pH值在1.2~2.5之间。更进一步的，低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸和铁粉，再加入还原剂，其中，还原剂为双氧水，低钙镁、低酸含量的阳极泥与水的固液比为1:2~10g/ml，酸矿质量比为1:0.5~2.0，铁
粉的用量为0.01~20g/L，双氧水的重量为低钙镁、低酸含量的阳极泥干重的0.5~2.0倍，还原剂反应完全后，控制溶液的pH值在1.2~2.5之间，升高温度至85~98℃。
[0008]进一步的，所述步骤S4过滤得的阳极泥终洗液返回至步骤S1替换水；和/或返回至步骤S2作为碳酸盐溶液的溶剂；和/或返回至步骤S3作为酸溶液的溶剂。
[0009]进一步的，所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液或碳酸钾溶液。
[0010]进一步的，所述酸溶液为无机酸或醋酸。
[0011]进一步的，所述步骤S1中，电解金属锰阳极泥与水的固液比为1:2~10g/mL。
[0012]进一步的，所述步骤S2中，所述碳酸盐溶液的质量百分数为1~40%，固液比为1:2~10g/mL；所述步骤S3中，酸矿质量比为0.005~0.1，固液比为1:2~10g/mL。
[0013]进一步的，所述步骤S4中，电解金属锰阳极泥与水的固液比为1:2~10g/mL。
[0014]进一步的，所述步骤S5中，中和时还包括以下步骤：加入硫化铵或硫化锰除重金属。
[0015]步骤S5中，中和时pH值调节至4.9~5.5。
[0016]以上所述的电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，步骤S1加入清水，清洗可溶性二价锰和硫酸铵；步骤S2加入碳酸钠溶液沉淀钙、镁，将粘结在阳极泥胶体中的硫酸钙和硫酸镁转化为碳酸钙和碳酸镁；步骤S3加入酸溶液溶解碳酸钙和碳酸镁，将钙、镁转化为可溶性的Ca
2+
和Mg
2+
，充分反应后进行固液分离即可去除阳极泥中的钙镁；步骤S4中再经过清水洗涤1~3次，可去除酸根离子；步骤S5去除K
+
，与此同时，也可以去除Na
+
，经过步骤S5处理后的溶液中Ca含量低于70mg/L，Mg含量低于30mg/L，K含量低于40mg/L，Na含量低于50mg/L，中和后结晶，结晶获得的硫酸锰可达到电池级硫酸锰的指标，实现金属锰阳极泥的高效资源回收利用。
[0017]进一步的，本专利技术通过加入水、硫酸、铁和双氧水，以黄钾铁矾沉淀法去除K
+
，处理后的溶液中K含量低于40mg/L，最低的仅为0.14 mg/L，具有良好的除K效果，同时，也可以去除一定的Na
+
，可很好的提高硫酸锰的纯度，提高硫酸锰的质量。
具体实施方式
[0018]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于以下实施例。
[0019]试验过程采用中试厂阳极泥作为原料，原料分析结果如下表：表1 阳极泥检测分析结果实施例1一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，包括以下步骤：S1. 电解金属锰阳极泥加入水清洗，电解金属锰阳极泥与水的固液比为1: 8g/
mL，搅拌30min，过滤，得阳极泥一洗渣和阳极泥一洗液，此步骤清洗可溶性二价锰和硫酸铵；S2. 阳极泥一洗渣加入碳酸钠溶液清洗，碳酸钠溶液的质量百分数为2%，固液比为1: 4g/mL，搅拌反应120min，过滤，得阳极泥二洗渣和阳极泥二洗液，此步骤将粘结在阳极泥胶体中的硫酸钙和硫酸镁转化为碳酸钙和碳酸镁；S3. 阳极泥二洗渣加入盐酸溶液清洗，固液比为1: 3g/mL，酸矿质量比为0.01，过滤，得阳极泥三洗渣和阳极泥三洗液，所述阳极泥三洗渣低钙镁杂质含量的阳极泥，此步骤将钙、镁转化为可溶性的Ca
2+
和Mg
2+
，充分反应后进行固液分离即可去除阳极泥中的钙镁。
[0020]S4. 阳极泥三洗渣用水清洗2次，过滤，此步骤清洗钠离子和氯离子，得低钙镁、低酸含量的阳极泥，其中，第2次清洗的洗水返回至步骤S2用于制备碳酸钠溶液，第1次清洗的洗水返回至步骤S3用于制备盐酸溶液。
[0021]S5. 低钙镁、低酸含量的阳极泥按照固液比1:2g/mL加入水，按酸矿质量比1:1加入硫酸反应，按7.5g/L加入铁粉反应0.5h后，再加入双氧水，用量为预处理后渣干重的1.3倍进行反应，反应过程中要慢慢滴加双氧水，如果双氧水加入过快会出现冒槽现象，反应时间2.5h，反应接近终点时，控制溶液的pH值在1.2~2.5之间，将温度升高至90~95℃，待沉淀完全，如果溶液pH值超过3.0时，溶液中的Fe
3+
会水解形成氢氧化铁沉淀，如果pH值低于1.2时，后面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，其特征在于包括以下步骤：S1. 电解金属锰阳极泥加入水清洗，过滤，清洗和过滤操作不重复或重复1~3次，得阳极泥一洗渣和阳极泥一洗液；S2. 阳极泥一洗渣加入碳酸盐溶液清洗，过滤，得阳极泥二洗渣和阳极泥二洗液；S3. 阳极泥二洗渣加入酸溶液清洗，过滤，得阳极泥三洗渣和阳极泥三洗液，所述阳极泥三洗渣低钙镁杂质含量的阳极泥；S4. 阳极泥三洗渣用水清洗1~3次，过滤，得低钙镁、低酸含量的阳极泥；S5. 低钙镁、低酸含量的阳极泥除钾，中和，去除沉淀，得硫酸锰合格液。2.根据权利要求1所述的电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，其特征在于：所述步骤S5中，除钾具体包括以下步骤：低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸和铁粉，再加入还原剂，反应接近终点时，控制溶液的pH值在1.2~2.5之间。3.根据权利要求2所述的电解金属锰阳极泥制备高纯硫酸锰合格液的方法，其特征在于：低钙镁、低酸含量的阳极泥加入水、硫酸和铁粉，再加入还原剂，其中，还原剂为双氧水，低钙镁、低酸含量的阳极泥与水的固液比为1:2~10g/ml，酸矿质量比为1:0.5~2.0，铁粉的用量为0.01~20g/L，双氧水的重量为低钙镁、低酸含量的阳极泥干重的0.5~2.0倍，还原剂反应完全后，控制溶液的pH值在1.2~2.5之间，升高温度至85~98℃。4.根据权利要求1~3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，闭伟宁，陈发明，曾英成，卢国贤，何溯结，严超，黄龙，陈远光，魏汉可，
申请(专利权)人：中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司，
类型：发明
国别省市：