硅锰渣资源化利用生产方法技术

本申请公开了硅锰渣资源化利用生产方法及装置，硅锰渣资源化利用生产方法包括如下步骤，酸浸处理：硅锰渣投入含有硫酸铵的溶液中，加入硫酸进行浸出，得到酸浸液及硅钙渣；浸钙处理：硅钙渣使用含有超溶剂的贫钙液进行浸出，反应过程中加入氨水，使石膏溶于溶液中，随后经过滤分离，得到富钙液与二氧化硅；石膏结晶处理：富钙液通过蒸发作用，排出溶液中的氨与多余的水，将富钙液浓缩，使石膏重新转化为沉淀，分离后得到石膏产品与贫钙液，贫钙液重新进行浸钙处理。本发明专利技术还提供了一种适用于上述方法的装置。述方法的装置。述方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
硅锰渣资源化利用生产方法
[0001]本申请是申请日为2021年3月23日，申请号为“2021103096379”，申请名称为“硅锰渣资源化利用生产方法及装置”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及硅锰渣回收利用领域，尤其涉及一种硅锰渣资源化利用生产方法及装置。

技术介绍

[0003]硅锰渣即硅锰冶炼渣，是硅锰合金冶炼过程排放的一种工业废渣，其结构疏松，外观常为浅绿色，由一些不规则的多孔非晶体里组成。硅锰渣的当前使用现状为生产水泥、混凝土掺合料、加工生态渗透砖、制造锰肥和硅肥、回收及微晶玻璃的研制。
[0004]固体废物硅锰渣不断增加，不仅占用大量土地，而且会造成有害物质渗透到土壤、水源中，将对环境造成极大污染危害。硅锰渣主要含有氧、硅、铝、铁、镁、钙、锰等元素。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述问题，提出了一种硅锰渣资源化利用生产方法及装置。
[0006]本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]本专利技术首先提供了一种硅锰渣资源化利用生产方法，该方法需要依次进行以下步骤，干燥处理，酸浸处理，浸钙处理，石膏结晶处理，二氧化硅酸洗处理，沉铝处理，锰碳化处理以及镁碳化处理。通过上述处理步骤，实现了对硅锰渣的资源化再生利用，下面对上述步骤进行详细说明。
[0008]步骤1，干燥
[0009]硅锰渣的成分主要为钙14.642％、锰9.0165％、镁1.5％、二氧化硅49
‑
50％、铝8.097％。原渣含有10
‑/>15％的水分。硅锰渣含有较多的玻璃态硬块，在酸浸过程中为了防止在搅拌过程中将搪瓷釜损坏，通过简单分筛，将其筛除。
[0010]步骤2、酸浸
[0011]将过筛后的硅锰渣投入含有硫酸铵的溶液中，加入硫酸进行高温浸出，浸使原渣中的铝、锰、镁溶解于溶液中，反应生成的石膏与二氧化硅以不溶物形式存在，经压滤分离得到酸浸液及硅钙渣，酸浸液可循环浸出至锰、镁达到合适浓度后进入步骤6)。反应结束后，将浆料放至缓冲槽内静置，将未参与反应的硅锰渣沉降。主要反应：
[0012]MnO+H2SO4→
MnSO4+H2O
[0013]MgO+H2SO4→
MgSO4+H2O
[0014]CaO+H2SO4→
CaSO4+H2O
[0015]Al2O3+H2SO4→
Al2(SO4)3+H2O
[0016]步骤3、浸钙
[0017]硅钙渣使用含有超溶剂的贫钙液进行浸出，反应过程中加入氨水，使石膏溶于溶
液中，随后经过滤分离，得到富钙液与二氧化硅。主要反应：
[0018]H2O+CaSO4·
2H2O+NH3+H2‑
R
→
Ca
‑
R+H2O+(NH4)2SO4[0019]步骤4、石膏结晶
[0020]富钙液通过蒸发作用，排出溶液中的氨与多余的水，将富钙液浓缩，使石膏重新转化为沉淀，分离后得到石膏产品与贫钙液，贫钙液返回步骤3)。主要反应：
[0021]Ca
‑
R+H2O+(NH4)2SO4→
H2O+CaSO4·
2H2O+NH3+H2‑
R
[0022]步骤5、二氧化硅酸洗
[0023]步骤3)中经压滤分离并洗涤后的二氧化硅中因其显弱碱性，采用酸洗的方式将其酸化后，再经分离得到二氧化硅。
[0024]步骤6、沉铝
[0025]步骤2)中经分离得到的酸浸液高温下通过缓慢加入氨水控制pH值，使硫酸铝转化为氢氧化铝沉淀，锰、镁仍留在溶液中，经过滤分离，得到氢氧化铝和沉铝液。主要反应：
[0026]NH3·
H2O+Al2(SO4)3→
Al(OH)3+(NH4)2SO4[0027]步骤7、锰碳化
[0028]沉铝后的溶液继续提高pH值，使用碳酸铵与锰反应，将锰转化为碳酸锰沉淀，分离后得到碳酸锰与贫锰液。主要反应：
[0029](NH4)2CO3+MnSO4→
MnCO3+(NH4)2SO4[0030]步骤8、镁碳化
[0031]贫锰液继续提高pH值，在较强碱性下与二氧化碳反应，将镁转化为碱式碳酸镁沉淀，分离得到碱式碳酸镁与硫铵溶液。主要反应：
[0032]NH3H2O+CO2+MgSO4→
MgCO3+(NH4)2SO4[0033]在上述生产方法的基础上，进一步提供一种生产装置是适应上述生产方法。
[0034]一种装置，包括第一反应罐、第二反应罐、第三反应罐、第一压滤装置、第二压滤装置以及第三压滤装置，所述第一反应罐的出液口通过第一压滤装置与第二反应罐的进液口相接，所述第二反应罐的出液口通过第二压滤装置与第三反应罐的进液口相接，所述第三反应罐的出料口通过第三压滤装置与所述第一反应罐的进料口相接。
[0035]上述装置可以适应上述生产方法。
[0036]可选的，所述第一压滤装置、第二压滤装置以及第三压滤装置的结构相同，所述第一反应罐、第二反应罐以及第三反应罐的结构相同。
[0037]可选的，所述第一反应罐包括罐体、电机、转轴、若干搅拌叶以及若干筛网，所述转轴通过电机转动安装在所述罐体内，所述转轴与电机的中轴线相重合，所述筛网平行固定在罐体内，且筛网相互平行，所述搅拌叶分为左旋式和右旋式，所述搅拌叶安装所述转轴上，且相邻两个搅拌叶的旋式不同，相邻两个搅拌叶之间设置有筛网。
[0038]因为第一反应罐中进行的反应是有沉淀生成的，所以采用上述结构，上述结构工作时的过程如下，首先筛网上密闭网眼，这些网眼的存在可以起到附着作用，可以让反应过程中产生的不溶物附着到网眼上，这样可以提高对不溶物的吸收效率，避免液体输送过程中不溶物堵塞管道；同时由于“搅拌叶分为左旋式和右旋式，搅拌叶安装所述转轴上，且相邻两个搅拌叶的旋式不同，相邻两个搅拌叶之间设置有筛网”这样转轴在转动时搅拌叶具有将反应液向上下搅动的趋势，使得反应液具有上下对流的趋势，这样一则可以使反应液
反应更加充分，二则可以使得反应液不断地流经筛网，这样筛网中的不溶物不断地附着在筛网上，这样可以提高筛网对不溶物的吸附效率。
[0039]可选的，所述罐体上设置有进料管以及出料管，所述进料管设置在罐体的罐顶处，所述出料管设置在罐体的罐底处，所述进料管上设置有多个接口，所述出料管上设置有多个接口。
[0040]设置多个接口的目的是为了保证进液与出液的稳定。
[0041]可选的，还包括液体套筒，所述液体套筒设置在进料管上，所述液体套筒的两端处于封闭状态，所述液体套筒的筒壁上开设有若干通孔。
[0042]上述结构的液体套筒，可以保证液体经由液体通孔均匀地散射向罐体内各处，这样可以保证流进罐体内的液体是滴落进去的，而不是倾倒进去的，而这种滴落的进料方式具有以下好处
[0043]1、对筛网几乎不存在冲击作用，可以最大概率地减少液体低落对筛网的冲击，这样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅锰渣资源化利用生产方法，其特征在于，包括如下步骤，酸浸处理：硅锰渣投入含有硫酸铵的溶液中，加入硫酸进行浸出，得到酸浸液及硅钙渣；浸钙处理：硅钙渣使用含有超溶剂的贫钙液进行浸出，反应过程中加入氨水，使石膏溶于溶液中，随后经过滤分离，得到富钙液与二氧化硅；石膏结晶处理：富钙液通过蒸发作用，排出溶液中的氨与多余的水，将富钙液浓缩，使石膏重新转化为沉淀，分离后得到石膏产品与贫钙液，贫钙液重新进行浸钙处理；二氧化硅酸洗处理：浸钙处理后得到的二氧化硅采用酸洗的方式酸化后，再经分离得到二氧化硅；沉铝处理：酸浸处理中经分离得到的酸浸液高温下通过缓慢加入氨水控制pH值，使硫酸铝转化为氢氧化铝沉淀，锰、镁仍留在溶液中，经过滤分离，得到氢氧化铝和沉铝液；锰碳化处理：沉铝处理后得到的沉铝液继续提高pH值，使用碳酸铵与锰反应，将锰转化为碳酸锰沉淀，分离后得到碳酸锰与贫锰液；镁碳化处理：贫锰液继续提高pH值，在较强碱性下与二氧化碳反应，将镁转化为碱式碳酸镁沉淀，分离得到碱式碳酸镁与硫铵溶液；上述步骤在生产装置中进行，所述生产装置包括第一反应罐、第二反应罐、第三反应罐、第一压滤装置、第二压滤装置以及第三压滤装置，所述第一反应罐的出液口通过第一压滤装置与第二反应罐的进液口相接，所述第二反应罐的出液口通过第二压滤装置与第三反应罐的进液口相接，所述第三反应罐的出料口通过第三压滤装置与所述第一反应罐的进料口相接；所述第一压滤装置、第二压滤装置以及第三压滤装置的结构相同，所述第一反应罐、第二反应罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：康丽婷，赵伟光，
申请(专利权)人：天津宜昊环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：