一种电解锰阳极泥的净化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固体废物资源化处理技术领域，具体设及一种电解金属儘生产过程中 所产生的阳极泥的净化处理技术方法。
【背景技术】
[0002] 儘及儘的化合物是重要的现代工业原料，广泛应用于冶金、化工、电池、电子及环 境保护等行业。我国电解金属儘（W下简称：电解儘)行业发展迅猛，已是电解儘的最大生产 国和消费国。但是由于技术限制W及环保意识等多方面的原因，电解儘行业在促进经济发 展的同时，也引发了诸多的环境问题。
[0003] 目前，电解儘生产均采用粉碎、酸浸、除杂等加工工序得到合格硫酸儘电解液，再 经电解获电解金属儘，但电解儘生产过程还副产另一种废渣一一阳极泥(渣），通常每生产1 吨电解儘，电解儘阳极泥的产生量就达到50~80kg。其中含重金属铅的含量在4.5~8.0%， 显然，其潜在的对人体和环境的危害性极大。电解儘阳极泥中的铅源于实际电解过程中所 采用的阳极板通常为铅-锡二元(或铅-银-锡-錬四元)合金，电解槽阳极区中的Mn 2+会在被 氧化为Mn4+，进而氧化沉积形成Mn〇2，同时，阳极板上铅也被氧化成饥化和饥S〇4并与Mn化形 成共沉淀物一一电解儘阳极泥。由于人们对其中铅的赋存状态及其环境危害性认识不足， 电解儘阳极泥未得到实质性的利用，绝大部分只是被当作一般工业固体废弃物处置或者作 为高溫还原电炉生产铁儘合金或娃儘合金的产原料，运不仅浪费资源，而且还可能造成严 重的±地污染及大气铅尘污染事故。
[0004] 随着国内电解儘业的迅猛发展，阳极泥产生量也随之增大，其处置和利用的问题 也逐渐突出，国内研究者对电解儘阳极泥的综合利用做了大量的研究工作，迄今为止，阳极 泥综合利用方法按其原理及所得产品可归纳为两大类:一类是化学还原酸浸出制备硫酸 儘，主要包括:两矿还原酸浸出法、有机物还原酸浸出法、含二氧化硫工业尾气洗涂法、亚硫 酸钢湿法还原法。另一类是还原氧化制备二氧化儘，主要包括:还原赔烧酸浸法、碱赔烧还 原氧化法和还原氧化制备儘酸裡法。
[0005] 电解儘阳极泥产生条件与工业电解二氧化儘化MD)生产工艺条件几乎相同，实际 上，电解儘阳极泥的主体就是电解二氧化儘。上述电解儘阳极泥综合利用方法均采用化学 还原法摧毁原有的电解二氧化儘结构获取硫酸儘途径，不同程度上存在工艺路线长、产品 质量不高和二次污染等问题，也忽视阳极泥中赋存的铅在整个化学处理过程的迁移及处置 问题。显然，阳极泥资源化利用的技术关键是有效解决铅、锡、巧等杂质与儘氧化物的分离 问题。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种具有绿色工艺、投资省、 运行费用低等特点的电解儘阳极泥净化除杂技术，经净化处理后的电解儘阳极泥转化为杂 质含量达到电池级质量要求的Mn2〇3,实现电解儘阳极泥的资源化利用。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[000引一种电解儘阳极泥净化工艺，包括电解儘阳极泥的水洗研磨预处理、赔烧处理、乙 酸锭基浸取液浸取除杂及浸出液回用处理四个组成部分，具体步骤如下：
[0009] (1)水洗研磨预处理:将电解儘阳极泥加入水洗罐，并加入定量的清水，在揽拌的 条件下促进充分洗涂，脱除阳极泥中少量的可溶性硫酸锭和硫酸儘等杂质;进行过滤，过滤 出水收集后，进行蒸发脱盐，蒸馈水回用;将洗涂过滤后的阳极泥送入研磨或球磨机，加入 少量的清水进行湿式研磨后，再进行过滤脱水、干燥与筛分(过200目筛），获-200目左右的 粉状阳极泥;过滤脱出的水中含盐较少，可送入水洗罐再利用；
[0010] (2)赔烧处理:将步骤（1)所得的粉状电解儘阳极泥送入厢式赔烧炉或回转炉中， 在一定溫度条件下进行赔烧处理;本步骤中，若采用电加热方式进行赔烧时，间歇地通入氮 气，每批通入次数为1~5次，总通入量为炉腔容积的1~10倍，从而降低炉内气氛中氧的分 压，W利于Mn化转化为Mn2〇3的分解反应的速率及其进程;如果采用洁净的燃气加热方式直 接供热，则可W免去充氮步骤；经高溫赔烧一定时间后，阳极泥中Mn化几乎全部转化为 Mn2〇3,同时也发生晶型的转换和重排，形成多空网状晶体结构Mn2〇3晶体;停止加热后，并冷 却至常溫，获得经赔烧处理的粉状阳极泥；
[0011] (3)乙酸锭基浸取液浸取除杂:配制乙酸锭(NH4AC)与乙酸化AC)的混合溶液作为 乙酸锭基浸取液备用；将步骤(2)所得的经赔烧处理的粉状电解儘阳极泥送入浸取罐或逆 流浸取器中，加入浸取液，在设定的溫度和压力条件下进行浸取操作，阳极泥中的铅和少量 的巧、儀等杂质成分被浸取液中的醋酸根所络合而被浸出；浸取一段时间后，各杂质离子的 达到固液相平衡，停止浸取操作，进行过滤得浸出液，浸出液按步骤(4)操作处理;若阳极泥 中仍含有一定量的杂质，则可采取下一级浸取操作，需净化除杂阳极泥与浸出液形成逆流 套用，直至其中的杂质含量达到相关质量要求，过滤后所得固体经洗涂干燥得纯净的Mn2〇3 晶体广品；
[0012] (4)浸出液的回用处理：当浸出液中的铅离子浓度含0.005mol/L时，采用定量滴加 硫酸法(质量浓度为90~98%)，滴加硫酸至不再生成沉淀，使浸出液中的大部分铅和少量 巧离子生成沉淀，再过滤去除，所得滤液作为再生的乙酸锭基浸取液回用于步骤(3);
[OOU]当浸出液中的铅离子浓度<〇.〇〇5mol/L，或因浸取液重复利用过程积累了儘、铭、 儒、铁和巧等其它杂质阳离子总浓度含0.OlmoVL时，采用阳离子交换法进行再生处理，包 括浸出液的阳离子交换再生回用、盐酸溶液离子交换树脂再生W及树脂再生液加酸沉淀后 再生回用3个步骤。
[0014]上述方案中，所述阳离子交换法处理工艺为:将步骤(3)中所得的浸出液或经20次 W上重复利用积累了儘、铭、儒、铁、巧和锡等其它杂质阳离子的浸取液直接送入阳离子交 换树脂罐，经连续=级接触离子交换后固液分离，浸出液中的绝大部分杂质阳离子交换进 入固相树脂，其浸取杂质离子能力恢复，回收的液体直接作为乙酸锭基浸取液回用于步骤 (3);当树脂罐中的阳离子交换树脂接近饱和，放净其中的浸出液，将质量浓度为5~30%盐 酸送入树脂罐，充分接触交换后固液分离，杂质阳离子进入盐酸溶液中，实现树脂的再生； 当交换树脂再生液(含有杂质阳离子的盐酸溶液）中含铅离子浓度含〇.35mol/L时，加入质 量浓度为90~98%的浓硫酸，并(进行)过滤回收硫酸铅，收集滤液得再生的盐酸溶液，可循 环使用于树脂再生过程;当交换树脂再生液中含有所累积除铅离子W外的其它杂质阳离子 浓度^ 0.2mol/L时，则作为废酸直接加氨氧化钢溶液中和沉淀处理。
[0015] 上述方案中，所述除铅W外的其他杂质阳离子为儘、铭、儒、铁、巧和锡等。
[0016] 上述方案中，所述赔烧溫度为550~900°C，时间为1~15小时；此过程中主体Mn化 晶体转化为Mm化晶体，转化率为99 % W上。
[0017] 上述方案中，所述浸取液由乙酸锭与乙酸按（1~2):(0~0.8)的摩尔比混合而成； 浸取液的浓度W其引入的乙酸根离子计为1.0~4.Omol/L。
[0018] 上述方案中，所述浸取液浸取除杂过程为:将赔烧处理所得粉状阳极泥与浸取液 按1: (5~15)的固液比进行逆流浸取或进行1~3级间歇浸取，浸取溫度为20~120°C，浸取 时间为10~90min，浸取操作压力为0~1.5atm(表压，单位为标准大气压）。此步骤中杂质离 子的去除率大于99%，其中铅离