一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法技术

本发明专利技术提供了一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法，属于硫酸锰制备技术领域。本发明专利技术先采用膜分离技术将高氟硫酸锰溶液中氟含量降低至100～300ppm，再采用纳米除氟剂将氟含量降低到30ppm以下，达到高纯硫酸锰产品的要求，而且该方法不带入新的杂质，处理效果好，除氟成本低。本发明专利技术采用膜分离技术对高氟硫酸锰溶液进行处理，能够将二价阳离子(Mn

【技术实现步骤摘要】
一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法


[0001]本专利技术涉及硫酸锰制备
，尤其涉及一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法。

技术介绍

[0002]目前，对锰矿浸出得到的硫酸锰溶液中去除钙镁最有效的方法是氟化物法，它是利用氟化锰、氟化镁、氟化钙的溶解度不同来实现分离，Ksp(氟化锰)＞Ksp(氟化钙)＞Ksp(氟化镁)。常用的氟化剂有氟化钠、氟化铵、氟化氢铵和氟化锰，但氟化剂的过量系数一般比较大，在溶液中残留的氟含量较高，氟的带入对整个系统的腐蚀破坏极大。因此需要将溶液体系中的氟含量去除到一定限度。
[0003]现有的除氟方法主要有沉淀
‑
絮凝法、离子交换法、吸附法和膜分离法等，吸附法除氟效果好、工艺简单、二次污染小、运行成本低，应用最广泛。常用的吸附剂有活性氧化铝和稀土化合物。目前，国内外学者在活性氧化铝除氟材料的制备、除氟机理、材料改性研究等方面开展了大量的工作，但仍然没有找到关键的影响因素；改性虽能极大提高活性氧化铝的除氟性能，但多数改性流程烦琐，难以实现工业化运用。稀土元素如铈、镧、钇等对氟的选择性和结合力较强，对氟的吸附效果好，并且稀土降氟剂吸氟后可通过降解再生，循环使用。但稀土元素价格昂贵，当溶液中氟含量较高时除氟成本太高，而且溶液体系的复杂程度对稀土化合物的性能影响较大，使得除氟效果以及循环利用次数降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法，该方法不带入新的杂质，处理效果好，除氟成本低。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法，包括以下步骤：
[0007]将高氟硫酸锰溶液进行膜分离，得到低氟硫酸锰溶液；所述高氟硫酸锰溶液中氟含量为1200ppm；所述低氟硫酸锰溶液中氟含量为100～300ppm；
[0008]将所述低氟硫酸锰溶液与纳米除氟剂混合，进行除氟，过滤后，得到硫酸锰溶液；所述硫酸锰溶液中氟含量＜30ppm。
[0009]优选的，所述高氟硫酸锰溶液的制备方法包括：将锰矿与硫酸溶液混合，进行浸出，将所得锰矿浸出液与氟化剂混合，进行除镁后，得到高氟硫酸锰溶液。
[0010]优选的，所述硫酸溶液中硫酸的质量浓度为10～50％；所述浸出的温度为85～100℃，保温时间为3～6h。
[0011]优选的，所述高氟硫酸锰溶液中硫酸锰的浓度为30～50wt％。
[0012]优选的，所述膜分离所用滤膜的材料包括芳香聚酰胺、聚砜、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜或醋酸纤维。
[0013]优选的，所述膜分离所用滤膜的孔径为0.1～1μm。
[0014]优选的，所述低氟硫酸锰溶液中硫酸锰的浓度为35～60wt％。
[0015]优选的，所述纳米除氟剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)将碳纳米管、硫酸亚铁、过氧化氢溶液和水混合后进行反应，得到改性碳纳米管；
[0017](2)将硝酸铝溶液、氯化铁溶液和氢氧化钠溶液混合后进行老化，得到铁铝复合材料；
[0018](3)将改性碳纳米管、铁铝复合材料和N,N
‑
二甲基甲酰胺混合，得到中间溶液；
[0019](4)将中间溶液、聚丙烯腈和N,N
‑
二甲基甲酰胺混合后顺次进行纺丝和煅烧，即得所述纳米除氟剂。
[0020]优选的，所述纳米除氟剂与低氟硫酸锰溶液的用量比为1～5g:100～200mL。
[0021]优选的，所述除氟的温度为50～100℃，时间为1～3h。
[0022]本专利技术先采用膜分离技术将高氟硫酸锰溶液中氟含量降低至100～300ppm，再采用纳米除氟剂将氟含量降低到30ppm以下，达到高纯硫酸锰产品的要求，而且该方法不带入新的杂质，处理效果好，成本低。
[0023]本专利技术采用膜分离技术对高氟硫酸锰溶液进行处理，能够将二价阳离子(Mn
2+
)和大阴离子(SO
42
‑
)截留进入浓液，而可溶性单价离子(如F
‑
)则大部分透过膜进入附液，一方面实现了氟离子的大部分分离，且分离后的溶液可返回前级用于除钙镁；另一方面，对硫酸锰溶液实现了一定程度的浓缩，降低了总体工序能耗。
附图说明
[0024]图1为本专利技术采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法流程图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法，包括以下步骤：
[0026]将高氟硫酸锰溶液进行膜分离，得到低氟硫酸锰溶液；所述高氟硫酸锰溶液中氟含量为1200ppm；所述低氟硫酸锰溶液中氟含量为100～300ppm；
[0027]将所述低氟硫酸锰溶液与纳米除氟剂混合，进行除氟，过滤后，得到硫酸锰溶液；所述硫酸锰溶液中氟含量＜30ppm。
[0028]在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0029]本专利技术将高氟硫酸锰溶液进行膜分离，得到低氟硫酸锰溶液。
[0030]在本专利技术中，所述高氟硫酸锰溶液的制备方法优选包括：将锰矿与硫酸溶液混合，进行浸出，将所得锰矿浸出液与氟化剂混合，进行除镁后，得到高氟硫酸锰溶液。
[0031]本专利技术对所述锰矿没有特殊的限定，本领域熟知来源的用于制备硫酸锰的锰矿均可，比如软锰矿。
[0032]在本专利技术中，所述硫酸溶液中硫酸的质量浓度优选为10～50％，更优选为20～30％；本专利技术对所述硫酸溶液的用量没有特殊的限定，根据实际需求调整保证充分浸出即可。
[0033]在本专利技术中，所述浸出的温度优选为85～100℃，更优选为90～95℃，保温时间优选为3～6h，更优选为4～5h。
[0034]在本专利技术中，所述氟化剂优选包括氟化钠、氟化铵、氟化氢铵或氟化锰；本专利技术优选采用本领域熟知的方法添加所需过量的氟化剂并按照本领域熟知的条件进行除镁。完成所述除镁后，本专利技术优选将所得溶液过滤，得到高氟硫酸锰溶液。
[0035]在本专利技术中，所述高氟硫酸锰溶液中氟含量优选为1200ppm。
[0036]在本专利技术中，所述高氟硫酸锰溶液中硫酸锰的浓度优选为30～50wt％，更优选为35～45wt％，进一步优选为40wt％。
[0037]在本专利技术中，所述膜分离所用滤膜的材料优选包括芳香聚酰胺、聚砜、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜或醋酸纤维，所述膜分离所用滤膜的孔径优选为0.1～1μm。本专利技术对所述滤膜的来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。
[0038]本专利技术对所述膜分离的具体操作过程没有特殊的限定，按照膜分离常用操作方式进行膜分离即可。
[0039]本专利技术使用特定孔径的特殊材料滤膜对高氟硫酸锰溶液进行处理，将二价阳离子(Mn
2+
)和大阴离子(SO
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)截留进入浓液，而可溶性单价离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用膜分离对硫酸锰溶液除氟的方法，其特征在于，包括以下步骤：将高氟硫酸锰溶液进行膜分离，得到低氟硫酸锰溶液；所述高氟硫酸锰溶液中氟含量为1200ppm；所述低氟硫酸锰溶液中氟含量为100～300ppm；将所述低氟硫酸锰溶液与纳米除氟剂混合，进行除氟，过滤后，得到硫酸锰溶液；所述硫酸锰溶液中氟含量＜30ppm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高氟硫酸锰溶液的制备方法包括：将锰矿与硫酸溶液混合，进行浸出，将所得锰矿浸出液与氟化剂混合，进行除镁后，得到高氟硫酸锰溶液。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硫酸溶液中硫酸的质量浓度为10～50％；所述浸出的温度为85～100℃，保温时间为3～6h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高氟硫酸锰溶液中硫酸锰的浓度为30～50wt％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膜分离所用滤膜的材料包括芳香聚酰胺、聚砜、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜或醋酸纤维。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家伟，王海峰，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：