用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法技术

本发明专利技术属于化工三废治理和利用的技术领域，特别是用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，其主要技术方案为：充分利用了菱锰矿来处理生产钛白粉所产生的废硫酸，先将菱锰矿粉碎后用盐酸将其所含锰浸提出来，然后用浸体液与生产钛白粉所产生的废硫酸进行反应；一方面变废为宝，治理了环境污染的同时将废硫酸转化成为具有很高经济价值的硫酸锰，另一方面，可在一条工艺路线上同时联产几种产品，生产硫酸锰的同时还联产硫酸锰水合物；本发明专利技术不仅生产的成本低廉、利润高、市场需求量大，而且工艺及生产设备简单；是一种比较实际的处理和利用方法，该方法不但能创造出可观的经济价值，还消除了化工废渣、治理了环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工三废治理和利用的
，特别是一种用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法。技术背景工业废硫酸的来源主要是硫酸法钛白粉产业所产生的，该生产不仅排放废硫酸的量大而且排放浓度也很高。每生产一吨钛白粉约排出10吨浓度为5％～22％(质量分数)的废硫酸，这些废硫酸传统的方法是通过回收后采取浓缩循环工艺来制造浓硫酸；但是，该方法存在着耗能高，所用材质要求苛刻，硫酸亚铁分离困难和回收时杂质富集等致命的问题；用于生产普钙同样还存在除去硫酸亚铁的问题。中国专利申请号为200510077718.1的文献，公开了一种用废硫酸和电石渣联产石膏和活性碳及绿矾的方法，主要对电石渣进行预处理，再与盐酸按一定比例进行净化反应；再经液固分离得到黑色滤饼去精制活性碳，而滤液氯化钙与废硫酸再按一定比例进行合成反应。虽然该法一定程度的处理了钛白粉产业所产生的废硫酸，但是成本相对还是较高。目前还尚未有更好的办法来解决钛白粉的废酸治理和利用的问题，也还没有关于用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法的相关报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种不仅成本低廉、易于实现，而且工艺及生产设备简单的用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法；该方法能产生高经济价值的工业产品。为了达到上述的目的，本专利技术的技术方案为：一种用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，制备步骤如下：步骤A、将菱锰矿粉碎成60～120目的粗粉；步骤B、将菱锰矿粗粉投放到装有盐酸的浸取槽1内，菱锰矿与盐酸之间以纯质量比1∶0.43～0.83浸取6～10小时；步骤C、将步骤B中浸取后的固液混合物用第一过滤器2进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；澄清的滤液为四水氯化锰。步骤D、将步骤C中过滤得到的滤液与硫酸以纯质量比1∶0.58～0.98先后投入第一防腐反应器3里进行搅拌反应；步骤E、将步骤D中反应得到的反应混合物，用第二过滤器4进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；步骤F、将步骤E中的滤液用蒸馏器5进行蒸馏分离，当达到饱和时再经第一冷却塔6冷却硫酸锰晶体；步骤G、将步骤F中所得的硫酸锰晶体用甲醇通过洗涤机7进行洗涤甩干后，再用干燥器8和第一粉碎机9依次进行干燥粉碎，最后检斤包装得到一水硫酸锰产品10；步骤H、步骤G中所得的一水硫酸锰送到煅烧炉11内进行煅烧，一水硫酸锰完全失-->去结晶水后成为无水硫酸锰，出料依次用第二冷却塔12、第二粉碎机13进行冷却粉碎，最后检斤包装得到无水硫酸锰产品14。其中，所述步骤B中所用盐酸的体积浓度为15％～20％。所述步骤D中，在将滤液与硫酸反应前，还可以先用适量的氢氧化锰对滤液进行预处理。主要是为了除去氯化物杂质，经过预处理，能提高最终产品的纯度。所述步骤D中，所用硫酸为硫酸法钛白粉产业产生的废硫酸；与滤液反应时，按纯硫酸计算。所述步骤F中，将滤液进行蒸馏前，可以用适量的氯化锰进行预处理。主要是伪劣去除产生的硫酸盐杂质；经过预处理，能提高最终产品的纯度。所述步骤F中，蒸馏为减压蒸馏。所述步骤H中，所述煅烧炉的炉温控制在480～520度。所述步骤G中得到一水硫酸锰产品同时所产生的盐酸返回到步骤B中循环使用。本专利技术主要是充分利用了菱锰矿来处理生产钛白粉所产生的废硫酸，先将菱锰矿粉碎后用盐酸将其所含锰浸提出来，然后用浸体液与生产钛白粉所产生的废硫酸进行反应。一方面变废为宝，治理了环境污染的同时，将废硫酸转化成为具有很高经济价值的硫酸锰，另一方面，可在一条工艺路线上同时联产几种产品，生产硫酸锰的同时还联产硫酸锰水合物。本专利技术不仅生产的成本低廉、利润高、市场需求量大，而且工艺及生产设备简单；是一种比较实际的处理和利用方法，该方法不但能创造出可观的经济价值，还消除了化工废渣、治理了环境污染。本专利技术的反应原理为：MnCO3+2HCl＝＝＝＝＝MnCl2+CO2+H2OMnCl2+H2SO4＝＝＝＝＝MnSO4+2HCl附图说明图1是用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法的工艺流程示意图；其中：1-浸取槽，2-第一过滤器，3-第一防腐反应器，4-第二过滤器，5-蒸馏器，6-第一冷却塔，7-洗涤机，8-干燥器，9-第一粉碎机，10-一水硫酸锰产品，11-煅烧炉，12-第二冷却塔，13-第二粉碎机，14-无水硫酸锰产品。具体的实施方式实施例1用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，制备步骤如下：将800kg菱锰矿粉碎成60目的粗粉放入到装有体积浓度为15％的盐酸的浸取槽1内，菱锰矿粗粉(以含13％锰计算)与盐酸之间以纯质量比1∶0.43浸取6小时；浸取后的固液混合物用第一过滤器2进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；澄清的滤液为四水氯化锰。用适量的氢氧化锰对滤液进行预处理，得到氯化锰液体与硫酸以纯质量比1∶0.58先后投入第一防腐反应器3里进行搅拌反应，所述滤液与氢氧化钙的纯质量比按照滤液中纯氯化锰和硫酸来进行折算；所用硫酸为硫酸法钛白粉产业产生的废硫酸。-->氯化锰滤液与硫酸反应得到的反应混合物，用第二过滤器4进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；滤液用适量的氯化锰进行预处理后用蒸馏器5进行减压蒸馏分离，当达到饱和时再经第一冷却塔6冷却硫酸锰晶体；硫酸锰晶体用甲醇通过洗涤机7进行洗涤甩干后，再用干燥器8和第一粉碎机9依次进行干燥粉碎，最后检斤包装得到一水硫酸锰产品10；一水硫酸锰产品送到煅烧炉11内进行煅烧，煅烧炉的炉温控制在480度，一水硫酸锰完全失去结晶水后成为无水硫酸锰，出料依次用第二冷却塔12、第二粉碎机13进行冷却粉碎，最后检斤包装得到68.92kg无水硫酸锰产品14。实施例2用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，制备步骤如下：将800kg菱锰矿粉碎成90目的粗粉放入到装有体积浓度为18％的盐酸的浸取槽1内，菱锰矿粗粉(以含13％锰计算)与盐酸之间以纯质量比1∶0.63浸取8小时；浸取后的固液混合物用第一过滤器2进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；澄清的滤液为四水氯化锰。用适量的氢氧化锰对滤液进行预处理，得到氯化锰液体与硫酸以纯质量比1∶0.78先后投入第一防腐反应器3里进行搅拌反应，所述滤液与氢氧化钙的纯质量比按照滤液中纯氯化锰和硫酸来进行折算；所用硫酸为硫酸法钛白粉产业产生的废硫酸。氯化锰滤液与硫酸反应得到的反应混合物，用第二过滤器4进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；滤液用适量的氯化锰进行预处理后用蒸馏器5进行减压蒸馏分离，当达到饱和时再经第一冷却塔6冷却硫酸锰晶体；硫酸锰晶体用甲醇通过洗涤机7进行洗涤甩干后，再用干燥器8和第一粉碎机9依次进行干燥粉碎，最后检斤包装得到一水硫酸锰产品10；一水硫酸锰产品送到煅烧炉11内进行煅烧，煅烧炉的炉温控制在500度，一水硫酸锰完全失去结晶水后成为无水硫酸锰，出料依次用第二冷却塔12、第二粉碎机13进行冷却粉碎，最后检斤包装得到135.80kg无水硫酸锰产品14。实施例3用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，制备步骤如下：将800kg菱锰矿粉碎成120目的粗粉放入到装有体积浓度为20％的盐酸的浸取槽1内，菱锰矿粗粉(以含13％锰计算)与盐酸之间以纯质量比1∶0.83浸取10小时；浸取后的固液混合物用第一过滤器2进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋本文档来自技高网...

【技术保护点】
用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，其特征在于，制备步骤如下：　　步骤Ａ、将菱锰矿粉碎成６０～１２０目的粗粉；　　步骤Ｂ、将菱锰矿粗粉投放到装有盐酸的浸取槽内，菱锰矿与盐酸之间以纯质量比１∶０．４３～０．８３浸取６～１０小时；步骤Ｃ、将步骤Ｂ中浸取后的固液混合物用第一过滤器进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；　　步骤Ｄ、将步骤Ｃ中过滤得到的滤液与硫酸以纯质量比１∶０．５８～０．９８先后投入第一防腐反应器里进行搅拌反应；　　步骤Ｅ、将步骤Ｄ中反应得到的反应混合物，用第二过滤器进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；　　步骤Ｆ、将步骤Ｅ中的滤液用蒸馏器进行蒸馏分离，当达到饱和时再经第一冷却塔冷却硫酸锰晶体；　　步骤Ｇ、将步骤Ｆ中所得的硫酸锰晶体用甲醇通过洗涤机进行洗涤甩干后，再用干燥器和第一粉碎机依次进行干燥粉碎，最后检斤包装得到一水硫酸锰产品；　　步骤Ｈ、步骤Ｇ中所得的一水硫酸锰送到煅烧炉内进行煅烧，出料依次用第二冷却塔、第二粉碎机进行冷却粉碎，最后检斤包装得到无水硫酸锰产品。

【技术特征摘要】
1.用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤A、将菱锰矿粉碎成60～120目的粗粉；步骤B、将菱锰矿粗粉投放到装有盐酸的浸取槽内，菱锰矿与盐酸之间以纯质量比1∶0.43～0.83浸取6～10小时；步骤C、将步骤B中浸取后的固液混合物用第一过滤器进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；步骤D、将步骤C中过滤得到的滤液与硫酸以纯质量比1∶0.58～0.98先后投入第一防腐反应器里进行搅拌反应；步骤E、将步骤D中反应得到的反应混合物，用第二过滤器进行过滤，滤饼杂质煅烧或者深埋；步骤F、将步骤E中的滤液用蒸馏器进行蒸馏分离，当达到饱和时再经第一冷却塔冷却硫酸锰晶体；步骤G、将步骤F中所得的硫酸锰晶体用甲醇通过洗涤机进行洗涤甩干后，再用干燥器和第一粉碎机依次进行干燥粉碎，最后检斤包装得到一水硫酸锰产品；步骤H、步骤G中所得的一水硫酸锰送到煅烧炉内进行煅烧，出料依次用第二冷却塔、第二粉碎机进行冷却粉碎，最后检斤包装得到无水硫酸锰产品。2.根据权利要求1所述的用菱锰矿处理废硫酸制备高纯硫酸锰及其水合物的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉兴，
申请(专利权)人：王嘉兴，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]