一种电解锰阳极液的综合回收处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有色金属湿法冶金领域，尤其涉及一种电解锰阳极液的综合回收处理方法。
【背景技术】
[0002]在目前电解锰工业生产中，由于溶液体系的循环使用，导致体系的MgSO4累计达到150g/L以上，这给生产带来了很多困难，如:(1)使电解液的粘度、密度增加，导电率下降，造成电解液中的离子扩散受到妨碍，槽电压上升；(2)影响锰产品的纯度和品质；(3)在电极、设备和管道中不规则地析出物质，严重的会堵塞生产输送管道，给操作带来很大的困难，甚至影响正常生产。
[0003]国内许多研究工作者提出了一些电解锰体系中除镁的方法。有化学沉淀方法，如刘洪钢等人[氟化锰沉淀脱除还原氧化锰矿浸出液中钙镁[J].矿冶，2007，16(4):25-28.]选用MnF2作为沉淀剂，对含MnSO 4浸出溶液进行除镁试验，钙和镁的沉淀率分别达到96%和99%。有物理结晶方法，如伍福智等人[酸解法制备硫酸锰的研究[J].无机盐工业，1994，(5):44-46.]根据MgS(^^ MnSO 4的溶解度差异较大的特点，采用升温结晶法实现硫酸锰与硫酸镁的分离。混合溶液体系在100°C时结晶析出MnSO4.H2O晶体，母液继续蒸发至一定浓度后，降至室温(20°(:左右)，静置结晶，过滤即可分离去除1%504*7!120及MgSO4.6H20o
[0004]以上方法，都是单一方面考虑除镁效果，实际上由于溶液中还含有较高浓度的硫酸锰、硫酸铵等物质，在除镁的过程中，锰有可能跟随镁的走向而损失，硫酸铵也会在溶液中结晶。这样不仅造成一定的资源浪费，而且带来较大的环保压力。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，该方法通过在电解锰阳极液中通入氨气调节PH值，然后加入锰沉淀剂，实现锰的分离回收；再通过通入气体吹脱和加入镁沉淀剂，实现铵的回收和镁的分离。最后得到的滤液含有非常少的硫酸盐，可以作为浸出车间补充液。整个工艺实现了锰、镁、铵的综合处理，具有非常重要的实际意义。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种电解锰阳极液的综合回收处理方法，包括以下步骤:
1)在电解锰阳极液中通入氨气，不断搅拌并调节阳极液的PH值至6~7，然后加入沉锰添加剂进行沉锰反应，反应完成后对料浆进行固液分离，得到滤液和含锰滤渣；
2)向步骤I)得到的滤液中加入沉镁添加剂并继续搅拌，同时向滤液中鼓气吹脱；
3)将步骤2)吹脱后的料浆固液分离，滤渣为含钙硫酸盐和镁的水合沉淀，滤液作为浸出车间补充液回收利用。
[0007]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤I)中，待处理的电解锰阳极液中MnSO4浓度为 30g/L~45g/L，MgSO 4浓度为 120g/L~200g/L，(NH4)2SO4浓度 70g/L~90g/L。
[0008]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤I)中，沉锰添加剂为二氧化碳、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种。进一步优选的，沉锰添加剂为碳酸氢铵，因为碳酸氢铵是比较稳定且非常容易获得的物质，在化学沉淀过程中，与锰的化学反应效果较好。
[0009]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤I)中，沉锰添加剂的加入量为使电解锰阳极液中Mn2+完全转化为碳酸锰沉淀的理论量的1~1.3倍。进一步优选的，沉锰添加剂的加入量为使电解锰阳极液中Mn2+完全转化为碳酸锰沉淀的理论量的1.1倍。沉锰添加剂稍微过量，有利于溶液中锰沉淀完全。过量的碳酸铵或碳酸氢铵在后续吹脱时，都分解成氨气而回收利用。因此，不会影响到溶液的后处理。
[0010]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤I)中，沉锰反应的时间为45min~120min。进一步优选的，沉猛反应的时间为60min。由于碳酸氢根存在一个水解平衡，只有释放的CO32才能和Mn 2+反应，因此需要一定的化学反应时间。
[0011]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2)中，沉镁添加剂为Ca (OH) 2、CaO和CaO水乳液中的一种或几种。进一步优选的，沉镁添加剂为CaO水乳液。由于硫酸镁和Ca(OH)2能反应生成硫酸钙、氢氧化镁的混合沉淀，化学反应的趋势很大，生成的沉淀基本不溶于水，起到较好的固化效果，所以选择Ca(OH)2做沉淀剂。优选为CaO水乳液是因为其在市场上最容易获得，价格较低廉。
[0012]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2)中，沉镁添加剂的加入量以Ca元素计算，Ca元素与电解锰阳极液中Mg2+的摩尔比为2~4:1。更进一步优选的，Ca元素与电解锰阳极液中Mg2+的摩尔比为3:1。除了沉镁外，还有硫酸铵也会和Ca(OH) 2、CaO和CaO水乳液中反应生成硫酸钙、氨气、水，因此，添加的沉淀剂是需要过量。
[0013]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤2)中，鼓气吹脱过程中，向滤液中鼓入的气体为空气、氧气或氮气；鼓气吹脱的时间为120~240min。鼓气主要是带出溶液中的残留氨气，由于材料易得，所以进一步优选的气体为空气。吹脱后的气体中含有氨气，可以用于调节下一批的电解锰阳极液的PH值，或者直接通入水中回收氨。将吹脱后的气体用于调节下一批的电解锰阳极液的PH值，实现了氨气的内部循环使用，减少了生产成本。通入氨气，是中和阳极液中的硫酸，使溶液的PH升高到6~7，发生的化学反应为:H2S04+2NH3= (NH4)2S04。多余吹脱气体中的氨气可以用水直接吸收达到回收氨的目的，回收的氨用于电解或浸出车间。
[0014]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤I)中，固液分离的方式为重力分离、压滤分离和离心分离中的一种或几种。
[0015]上述的综合回收处理方法，优选的，所述步骤3)中，固液分离的方式为压滤分离。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
I)本发明的工艺过程中，电解锰阳极液中的锰生成碳酸锰，回收率高，回收的锰可以代替目前的双飞粉。
[0017]2)本发明的工艺过程中，吹脱出来的气体中含有氨气，可以用于中和下一批待处理的电解锰阳极液，从而使阳极液中的铵得到循环使用；或者将吹脱出来的气体通入水中回收氨，回收的氨可用于浸出车间或电解车间，从而使阳极液中的铵得到再利用。
[0018]3)本发明的工艺过程中，最终获得的滤液中，MnSO4浓度为0.05g/L~lg/L，MgS04