专利名称：一种从电解锰阳极渣中回收锰、铅的技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属冶炼回收技术，具体地说涉及一种利用还原剂浸出法处理电解锰阳极渣，从而回收电解锰阳极渣中的锰、铅金属
背景技术：
随着我国钢铁及有色金属工业的迅速发展，锰及其合金作为钢铁、有色金属工业的添加剂、脱氧剂和脱硫剂，是不可缺少的原料，其需求亦不断增长，亦拉动电解金属锰行业迅速发展。电解法生产金属锰虽然对矿石的要求较低和可得到高纯度金属，但是其在电解过程中会产生相当多的废水、废气和废渣，如在清槽过程中就有大量的阳极渣产生，这种阳极渣是由电解液中部分Mn2+在阳极区被氧化形成Mn4+的水合氧化物。锰阳极渣含MnO2, MnO, PbO2等数十种化合物，含锰量约40% 50 %，因其组成复杂，电解过程严重改变了化合物性质，回收利用难度大，故除少量用于电解锰厂氧化二价铁外，绝大部分成为废弃物，目前只能堆存或廉价销售作为锰铁冶炼的原料。电解锰产生的阳极渣除含MnO2外，同时含有3% 5%的铅和0. 3%左右的硒。在电解锰的生产过程中，阳极渣的总量占电解锰产量的10%左右，每吨电解锰产生80 100公斤的阳极渣。湖南湘西地区每年电解锰产量达到40万吨，外排含铅阳极渣超过3万吨。以前含铅阳极渣卖给锰铁企业冶炼锰铁合金，在1500°C左右的高温作用下，铅以烟尘的形式挥发到烟气中，造成周边大气、土壤和水体的铅污染，导致人体血铅超标。
发明内容
针对上述技术所存在的缺陷，本发明提供一种从电解锰阳极渣中回收锰、铅的技术，该技术利用还原剂浸出法处理电解锰中的含铅阳极废渣，可充分回收废渣中的锰和铅等有价金属资源。为实现上述目的，本发明专利的技术方案为把经过干燥和磨矿后的阳极渣，锰含量大于40%，粒度小于100目，用水配成浆料，加入二氧化硫，生成亚硫酸，在亚硫酸还原四价和六价的锰为二价锰，形成硫酸锰；阳极渣中的铅、锡等元素富集在渣中。把含硫酸锰的水溶液经过提纯、净化处理后，作为电解金属锰生产的电解液，供电解锰行业使用。其反应的化学方程式主要如下
还原浸出MnO2 + H2SO3 = MnSO4 + H2OPbO2 + H2SO4 = PbSO4 + H2O结晶 H2O+ MnSO4 = MnSO4 . H2O。本发明技术通过如下步骤来完成。第I步干燥
从电解锰厂运输进厂的阳极渣中水分含量在25%左右，在磨矿前需要进行干燥，将水分降低到5%以下。第2步磨矿筛分通过立式棒磨机，将阳极渣磨到100目左右，过100目筛的物料作为生产中浸出反应的原料。第3步浸出反应 在浸出反应器中将阳极渣和水按I :(3 5)的质量比搅拌混合均匀，按I :(0. 25 0. 75)的质量比加入二氧化硫(99%);按I :(0. 01 0. 15)的质量比加入硫酸(98%)，用蒸汽将反应液加热到70°C _90°C，反应5-8小时，锰的浸出率达到96%以上后，浸出反应结束，进入过滤工序。第4步溶液过滤
将浸出反应后的含硫酸锰和铅渣的溶液用泵打到高压膜过滤机中，获得硫酸锰清液，滤渣中的铅含量15% 32%，铅渣提供给铅冶炼厂作为冶炼原料，提炼金属铅。第5步滤液净化
在滤液中加入双氧水，将二价铁氧化为三价铁，用氨水或碳酸钙中和过量的硫酸，调节PH值到5 7，沉淀分离铁和铝等杂质。根据滤液中镍、钴、铅、铜和锌等重金属的含量，力口A 0. 2-1. Okg的硫化铵或SDD,沉淀分离重金属杂质。第6步产品的分离和干燥
净化后的滤液加入到电解锰流程中作为电解液，电解生成电解金属锰。本发明专利的有益效果本发明技术可充分回收废渣中的锰和铅等有价金属资源，消除阳极渣中铅对居民生命健康安全的威胁。实现电解锰行业清洁生产，污染综合防治，落实国家可持续发展战略，确保区域社会稳定。
具体实施例方式下面结合工业试验结果对本发明作进一步说明
将锰含量41% (全锰含量，即包括四价和六价的总锰含量)、铅含量5%的2. 5吨阳极渣粉碎干燥后投入到反应器中，加入12. 5吨清水搅拌成浆料。加入浓度为98%的硫酸0. 32吨，再加入浓度99%的二氧化硫I. I吨，用蒸汽加热至80°C。经过8小时浸出反应。溶液过滤净化后，送到电解车间电解，获得电解金属锰片。取反应完毕的浸出溶液(MnSO4)化验结果如下
溶液体积13. 8立方米，二价锰含量70. 3 g/L，锰的质量0. 97吨 锰的回收率=94. 6%
浸出溶液压滤后的滤渣中铅的含量21. 5%
电解金属锰片含C : 0.023%，含S : 0. 055%
权利要求
1.一种从电解锰阳极渣中回收锰、铅的技术，其特征为把经过干燥和磨矿后的阳极渣，锰含量大于40%，粒度小于100目，用水配成浆料，加入硫酸和二氧化硫，在亚硫酸根的还原作用下，把四价和六价的锰还原为二价锰，形成硫酸锰；阳极渣中的铅、锡等元素富集在渣中；把含硫酸锰的水溶液经过提纯、净化处理后，通过蒸发提高硫酸锰的浓度，再经过冷却结晶和干燥获得硫酸锰产品，浓缩后的硫酸锰母液作为产品供电解锰行业使用； 其反应的化学方程式主要如下 还原浸出MnO2 + H2SO3 = MnSO4 + H2O PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O 结晶: H2O+ MnSO4 = MnSO4 · H2O。
2.根据权利要求I所述的回收电解锰阳极渣中的锰、铅金属技术，其特征为其技术方案通过如下步骤来实现 第I步干燥 从电解锰厂运输进厂的阳极渣中水分含量在25%左右，在磨矿前需要进行干燥，将水分降低到5%以下； 第2步磨矿筛分 通过立式棒磨机，将阳极渣磨到100目左右，过100目筛的物料作为生产中浸出反应的原料； 第3步浸出反应 在浸出反应槽中将阳极渣和水按I :(3-5)的质量比搅拌混合均匀，按I :0. 25的质量比加入二氧化硫(99%);按I :0. 13的质量比加入硫酸(98%)，用蒸汽将反应液加热到700C -90°C，反应5-8小时，锰的浸出率达到96%以上后，浸出反应结束，进入过滤工序； 第4步溶液过滤 将浸出反应后的含硫酸锰和铅渣的溶液用泵打到高压膜过滤机中，获得硫酸锰清液，滤渣中的铅含量大于32% ； 第5步蒸发结晶 将过滤后的硫酸锰溶液在预热器中通过蒸发器的冷凝水和浓缩母液的加热，升高温度至100°C，进入蒸发器中进行蒸发浓缩，达到硫酸锰含量大于500g/L后，浓缩液经过换热器的冷却送到结晶槽中进行冷却结晶； 第6步产品的分离和干燥 结晶槽中的晶浆用连续出料式离心机脱水，得到硫酸锰固体，再将含水的固体通过气流干燥器的干燥，获得产品，料仓中的产品通过包装机打包，获得硫酸锰，送往仓库储存。
全文摘要
本发明公开了本发明提供一种从电解锰阳极渣中回收锰、铅的技术，把经过干燥和磨矿后的阳极渣，锰含量大于40%，粒度小于100目，用水配成浆料，加入硫酸和二氧化硫，在亚硫酸根的还原作用下，把四价和六价的锰还原为二价锰，形成硫酸锰；阳极渣中的铅、锡等元素富集在渣中。把含硫酸锰的水溶液经过提纯、净化处理后，通过蒸发提高硫酸锰的浓度，再经过冷却结晶和干燥获得硫酸锰产品，浓缩后的硫酸锰母液作为产品供电解锰行业使用。本发明利用还原剂浸出法处理电解锰中的含铅阳极废渣，可充分回收废渣中的锰和铅等有价金属资源。
文档编号C22B13/00GK102628106SQ20121011438
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者叶华, 向卫东, 高从卷, 黄劲松 申请人:吉首市金迈有色金属有限公司