一种生产电解金属锰的方法技术

一种生产电解金属锰的方法，其特殊之处是用硅锰渣代替碳酸锰矿多级浸出，即第一级浸出是先向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，第二级及以后的各级浸出均是先向化合罐内注入上一级浸出压滤后的滤液，再补充阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，以便提取渣中的Ｍｎ２＋，使之变成硫酸锰进入溶液中，达到电解要求的锰浓度后，再依次进行除铁、除硅、中和、净化、电解等工序得到合格的电解金属锰。由于采用硅锰渣代替碳酸锰矿生产电解锰，解决了矿源不稳定的问题，大幅度降低了生产成本，提高了竞争力，并且解决了硅锰生产中产生的废渣难以处理的环保问题，形成循环经济。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解金属锰
，特别涉及以硅锰冶炼过程中产生的含锰废渣等为原料，经酸浸，氧化除铁和深度净化得到纯净的锰盐溶液，再经过电解等工序生产电解金属锰的方法。
技术介绍
CN2004780043137. X，《从铁合金生产废料中获得电解锰的方法》 一文公开了以洗涤铁合金生产炉排出的废气中得到的废料为原料经过硫酸盐化、浸滤、净化、电解等工序生产电解金属锰的方法。它是指将铁合金生产中产生的原料粉尘经过淋洗收集到的含锰原料，这种原料其实还是矿粉，代替锰矿粉浸出，此种粉尘料仍然是锰矿资源，而且铁合金生产中完全可以回收到烧结矿中再利用，具有较高价值。 现阶段我公司电解金属锰的生产是以碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉、浓硫酸和阳极液为原料经过浸出、中和、过滤、净化、电解等工序进行的。其主要原料是碳酸锰矿，但由于我公司处于北方，与南方富有碳酸锰矿的资源地在地理位置上有距离，所以在产成本上每吨矿要增加500元运输费用，就这一点而言在利润空间上我公司与南方电解锰厂相比缺乏竞争力，同时从南方购进的碳酸锰矿还存在矿源不稳定和品位低等不利因素，碳酸锰矿在南方已经趋于被当地电解锰厂垄断的状态，所以我公司在采购上是非常困难的，不能保证电解锰生产的稳定性与长久性。 我公司锰冶炼厂在生产硅锰产品过程中要产生大量废渣-一硅锰渣，其主要成份Mn :8-17 %， Fe :2. 76 %， Fe2+ :1. 06 %， Ca0 :19. 04 %， Mg0 :4. 95 %， Si02 :39. 1 %，Mn2+10. 5%， Mn4+ :5. 12% .此废渣在电炉生产中没有再利用价值，以前都无偿送出。我们开始电解锰生产后，想到硅锰渣还含有锰，经过大量的实验证明，硅锰渣完全可以代替碳酸锰矿作为主要原料浸出生产电解锰。
技术实现思路
为了解决使用碳酸锰矿生产成本较高和矿源不稳定的问题，提出如下技术方案。 —种生产电解金属锰的方法，它包括浸出、中和、过滤、净化和电解等工序，其特殊之处在于用硅锰渣代替碳酸锰矿多级浸出，即第一级浸出是先向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，第二级及以后的各级浸出均是先向化合罐内注入上一级浸出压滤后的滤液，再补充阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，以便提取渣中的Mn2+，使之变成硫酸锰进入溶液中，达到电解要求的锰浓度。 当浸出为两级浸出时，其步骤如下。 —级浸出的步骤是 向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，化验分析阳极液的成分，然后加入硫酸和硅锰渣，其加入量依据阳极液成分的分析结果按下式计算 硅锰渣量=提升锰浓度*阳极液体积/1000/硅锰渣的E Mn含量……(1) 硫酸加入量=(硅锰渣量*酸矿比_阳极液体积*阳极液含H+/1000) /硫酸品位……(2) 其中，提升溶液中Mn"浓度为8-12g/L，酸矿比(总酸量硅锰渣量)为0. 65-0. 85，硅锰渣品位E Mn :8_17%，硫酸浓度92. 5% _98%，阳极液含H+由化验分析测得。 投料完毕后搅拌1-3小时，不加热，依靠自然反应放出的热量，然后取样分析Mn2+、 H+、 Fe2+含量，如Mn2+含量接近或达到计算目标锰浓度要求，准备压滤。 二级浸出的步骤是 —级浸出液通过压滤机压滤至净化罐，再倒入化合罐内，补充阳极液开启化合罐搅拌10分钟后，取样分析锰、硫酸铵、硫酸含量，根据分析结果按(1)、 (2)式概算出应投加的硅锰渣和硫酸量。式中提升溶液中Mn"浓度为8-12g/L，酸矿比(总酸量总硅锰渣量)为0. 65-0. 85，硅锰渣品位E Mn :8_17%，硫酸浓度92. 5% _98%，阳极液含H+由化验分析测得。 先加入硫酸、然后加入硅锰渣，最后加入聚丙烯酰铵，聚丙烯酰铵的加入量=溶液体积*0. 01g/L。 投料完毕后搅拌1-3小时，不加热，依靠自然反应放出的热量，然后取样分析Mn2+、H+、Fe"含量，根据亚铁含量计算出要投入的二氧化锰矿粉，其加入量二 1. 5*测得含亚铁量*料液体积/ 二氧化锰矿粉中Mn4+含量。二氧化锰矿主要成份E Mn45-48% ，Mn4+ :38-45% ，E Fe :7-9%， CaO+MgO :11-14 %，反应1小时后，如亚铁达到《0. 001g/L，可以进行中和操作。 当硅锰渣含锰量较低时，需进行多级浸出，以满足电解合格液的含锰要求，具体步骤与上述步骤类似。 中和的步骤是 先投入中锰渣(E Mn :24. 68% )调整ffl值至4. 5-5. O，再加入氨水继续中和，中和过程中多次检测罐内料浆的ra值，使料浆ra值达到6. 2 6. 8(试纸测量)为止。 反应方程式为 MnSi03+H2S04 = MnS04+H2Si03 Mn02+2FeS04+2H2S04 = Fe2 (S04) 3+MnS04+2H20 Fe2 (S04) 3+6NH3 H20 = 2Fe (OH) 3 I +3 (NH4) 2S04 (氨水中禾口 ) 加完氨水后搅拌o. 5—-i小时(范围)，取样分析锰、硫酸铵、全铁含量、ra值，若全铁合格《0. 001g/l、 PH :6. 2 6. 8 (试纸测量)，即可准备压滤操作。 净化工序 压滤完毕后料液内重金属含量一般已经达到指标要求，如含量没有达到指标要求，再根据料液体积按50-100g/m3的SDD和50-100ml/m3的(NH4)2S的量加入。净化剂(SDD(纯度要求^ 92%，游离碱《0.5%， ra值7. 5-11.5)和(NH4)2S(要求硫化铵含量(以硫计)> 8.0%、铁含量《0.0010%、 Na+含量《0. 030 % )，用水稀释后缓慢加入到料液中；搅拌20 30分钟、停搅拌静止20分钟后取样分析Co、 Ni、 Zn含量，Co、 Ni、Zn有一项《0. 002g/l，其余两项《0. 001g/l后可将其进行压滤，滤液打入高位液池中静止。合格液锰浓度30 38g/l ;硫酸铵浓度75 125g/l值6. 2-6. 8 (试纸测得)；4E Fe《0. OOlg/L ;Co、Ni、Zn有一项《0. 002g/l，其余两项《0. 001g/l。 经过电解得到合格电解金属锰。 本专利技术所具有的优点 1)由于采用硅锰渣代替碳酸锰矿生产电解锰，解决了矿源不稳定的问题，大幅度 降低了电解锰的生产成本，提高了产品的竞争力。 2)电解锰生产所用锰矿的80%由硅锰渣代替，降低了锰矿资源的消耗。优化资源 利用，形成循环经济。 3)解决了硅锰生产中产生的废渣难以处理的环保问题，形成锰系产品产业链。 4)吨锰净化剂消耗少，远远低于电解锰行业消耗指标。附图说明 图1为实施例1的工艺流程方框图。具体实施方式 实施例1 用硅锰渣代替碳酸锰矿多级浸出生产电解金属锰的方法，其步骤是 (1)、打阳极液入化合罐，体积为120立米，开启化合罐搅拌10分钟后，取样送化验 室分析锰、硫酸铵、硫酸含量。阳极液含量Mn" :14g/L， H+ :35g/L， (NH4)2S04 :110g/L (2)、根据分析结果按(1) 、 (2)式计算出应投加的硅锰渣和硫酸量。硅锰渣的投入 量按溶液中Mn"浓度提升8g/L计算，酸矿比控制在0. 65，硅锰渣品位E M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产电解金属锰的方法，它包括浸出、中和、过滤、净化和电解等工序，其特征在于用硅锰渣代替碳酸锰矿多级浸出，即第一级浸出是先向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，第二级及以后的各级浸出均是先向化合罐内注入上一级浸出压滤后的滤液，再补充阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，以便提取渣中的Ｍｎ↑［２＋］，使之变成硫酸锰进入溶液中，达到电解要求的锰浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐牧，崔传海，于晓玲，张玉驰，王云来，王文，田凯，陈悦，李昆鹏，
申请(专利权)人：中信锦州铁合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]