专利名称：一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法和设备。
背景技术：
火法冶炼是冶炼方式的一种，是利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，故又称为干法冶金。在用火法冶炼对锰系合金，如硅锰合金、高碳锰铁、中碳锰铁等进行冶炼时，会产生较多的粉尘。该粉尘其锰元素含量在9-27%之间并且还含有其他的有价金属，仍然存在一定的使用价值，且该粉尘若排放到空气中，会对环境造成污染。因此该领域技术人员设计了专门用于回收该粉尘的收尘系统，被收集后的粉尘被称为收尘灰，如何利用收尘灰一直是锰系合金冶炼行业中研究的课题。通过多年的技术改造，在现有技术中，较为常用的一种手段是把收尘灰压制成一定尺寸的球体再进行二次冶炼，对锰的回收有一定的作用。进行二次冶炼的大体工艺流程，是先通过收尘系统将一次冶炼中的粉尘收集，然后制成球体放进炼炉内，采用火法冶炼的方式进行二次冶炼，在二次冶炼的过程仍然会产生较多的粉尘，其大部分随烟气重新进入收尘系统，使得粉尘越来越多。而通过二次冶炼能够回收的锰仅仅占据收尘灰中包含有的锰的小部分，造成收尘灰中锰的回收率比较低。综上所述，现有技术的收尘灰二次冶炼的技术方案存在收尘灰中锰的回收率低的问题。
发明内容
本发明提出了一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法和设备，提高了收尘灰中锰的回收率。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的 本发明提供一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，包括步骤A，将收尘灰与煤粉按质量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均匀，形成混合料；B,将所述混合料、93%以上的浓硫酸和木质纤维，按照混合料浓硫酸木质纤维1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的质量比，并配以定量水，形成固液比为1:8的混合液，加入化合
桶并启动搅拌使其充分反应，其化学反应式为
(C6H10O5) n + nH20 j^nC6H10O6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ；C，将步骤B中进行反应后的混合液在预设的温度和压强下浸出，PH值为3. 5-4. 5时停止浸出，清除杂质；D，将步骤C产出的液体送至电解槽进行电解，其阴极板上的化学反应式为
Mn2++2e_ —Mn2H2++2e—H2 (g)；E，对阴极板上沉积的金属锰进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品锰。其中，所述步骤C中清除杂质的步骤包括Cl，进行氧化、中和除掉其他金属杂质后固液分离，液体进入步骤C2 ；C2，将步骤Cl中分离的液体输送至硫化桶并开启搅拌，加入净化剂通过压滤方式除杂质，滤液送至沉淀池静置24-48小时。其中，所述步骤Cl中进行氧化的步骤包括加入二氧化锰粉末，使低价金属离子氧化为高价金属离子； 再加入氨水，调整PH到6. O至6. 5，使高价金属离子发生水解后沉淀。其中，所述步骤C2中的净化剂为福美钠和/或乙硫氮。其中，所述步骤B中的木质纤维包括木屑和/或秸杆颗粒。其中，所述步骤B中加入化合桶并启动搅拌使其充分反应的搅拌速度为40-70转/分。其中，所述步骤C中的所述预设的温度和压强为常温常压。其中，所述步骤D中进行电解的各项指标为电解周期24小时，电解温度40 0C 42 °C，电极距70厘米，阳极板尺寸455X660平方毫米，阴极板尺寸500X660平方毫米，阴极电流密度32(Γ400安/平方米。其中，所述收尘灰与煤粉的质量比1:0. 06、. 08。本发明还提供一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的设备，包括混料器、化合装置、清除杂质装置、电解槽和粗加工装置；所述混料器用于将质量比1:0. 04、. 08的收尘灰与煤粉混合均匀，形成混合料；所述化合装置，用于放置含有质量比为1:0. 3(Γθ. 60:0. 05、. 08的所述混合料、93%以上的浓硫酸和木质纤维、并配以定量水的固液比为1:8的固液混合体，并搅拌使其充分反应，后在预设的温度和压强下浸出；所述清除杂质装置，用于清除杂质；电解槽，用于将经过清除杂质的液体进行电解；所述粗加工装置用于对阴极板上沉积的金属锰进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品锰。可见，本发明至少具有如下的有益效果本发明的一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法和设备，通过将收尘灰与煤粉一定质量比混合后形成混合料，再配以适量的浓硫酸和木屑或者秸杆颗粒和水，充分反应后常温常压浸出，并清除杂质后进行电解，对沉积阴极板上沉积的金属锰进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品锰，这一系列的工艺流程，大体采用湿法冶炼技术，巧妙使用浓硫酸等添加剂并设计了简单有效的工艺步骤，采用该技术方案使得收尘灰中的锰绝大部分被提炼出来，实现了收尘灰中锰的高效率回收。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图I为本发明的一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法的实施例一的流程示意图；图2为本发明的一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法的实施例二的流程示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一
本发明实施例一提供了一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，参见图1，包括步骤步骤SI 10，将收尘灰与煤粉按其质量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均匀，形成混合料。所述收尘灰为收尘系统收集的冶炼锰系合金时产生的粉尘。在考虑质量配比时，应根据收尘灰含锰量按照一定比例加入适量的煤粉混合后备用。当收尘灰的含锰量为22%时，则所述收尘灰与煤粉的质量比1:0. 04、. 08。优选地，其混合比例为收尘灰煤粉=1:0. 06、. 08。本申请文件中除非有特殊说明，各比例均为质量比，各百分数均为质量百分数。步骤SI 11，将所述混合料、93%以上的浓硫酸和木质纤维，按照混合料浓硫酸木质纤维1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的质量比，并配以定量水，形成固液比为1:8，加入化合桶
并启动搅拌使其充分反应，其化学反应式为
(C6Hi0O5) n + nH20 IiC6HioO6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ；其中，木质纤维为木屑或者秸杆颗粒，所述秸杆颗粒可以为玉米、小麦、稻草等农作物秸杆。在本发明实施例中，优选地，所述搅拌速度为40-70转/分。步骤SI 12，在预设的温度和压强下浸出，PH值为3. 5-4. 5时停止浸出，清除杂质。经实践测试表明，浸出时间为4-8小时，则浸出终点pH=3. 5-4. 5。在本发明实施例中，优选地，浸出时间为4小时或者7小时。优选地，所述预设的温度和压强为常温常压。步骤S113，将步骤S112产出的液体送至电解槽进行电解，其阴极板上的化学反应式为Mn2+2e- — Mn2H2++2e—H2 (g)；电解过程各项技术指标为
权利要求
1.一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，包括步骤 A，将收尘灰与煤粉按质量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均匀，形成混合料； B，将所述混合料、93%以上的浓硫酸和木质纤维，按照混合料浓硫酸木质纤维1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的质量比，并配以定量水，形成固液比为1:8的混合液，加入化合桶并启动搅拌使其充分反应，其化学反应式为(C6HwO5) n + FiH2O 上一^nC6H10O6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ； C，将步骤B中进行反应后的混合液在预设的温度和压强下浸出，PH值为3. 5-4. 5时停止浸出，清除杂质； D，将步骤C产出的液体送至电解槽进行电解，其阴极板上的化学反应式为Mn2++2e—*■ Mn2H2++2e- — H2 (g)； E，对阴极板上沉积的金属锰进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品锰。
2.根据权利要求I所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤C中清除杂质的步骤包括 CI，进行氧化、中和除掉其他金属杂质后固液分离，液体进入步骤C2 ; C2，将步骤Cl中分离的液体输送至硫化桶并开启搅拌，加入净化剂通过压滤方式除杂质，滤液送至沉淀池静置24-48小时。
3.根据权利要求2所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤Cl中进行氧化的步骤包括 加入二氧化锰粉末，使低价金属离子氧化为高价金属离子； 再加入氨水，调整PH到6. O至6. 5，使高价金属离子发生水解后沉淀。
4.根据权利要求2所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤C2中的净化剂为福美钠和/或乙硫氮。
5.根据权利要求I所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤B中的木质纤维包括木屑和/或秸杆颗粒。
6.根据权利要求I所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤B中加入化合桶并启动搅拌使其充分反应的搅拌速度为40-70转/分。
7.根据权利要求I所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤C中的所述预设的温度和压强为常温常压。
8.根据权利要求I所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述步骤D中进行电解的各项指标为电解周期24小时，电解温度40°C ^42°C，电极距70厘米，阳极板尺寸455X660平方毫米，阴极板尺寸500X660平方毫米，阴极电流密度32(Γ400安/平方米。
9.根据权利要求1-8任一项所述的从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，其特征在于，所述收尘灰与煤粉的质量比1:0. 06、. 08。
10.一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的设备，其特征在于，包括混料器、化合装置、清除杂质装置、电解槽和粗加工装置； 所述混料器用于将质量比1:0. 04、. 08的收尘灰与煤粉混合均匀，形成混合料；所述化合装置，用于放置含有质量比为1:0. 3(Γ0. 60:0. 05、. 08的所述混合料、93%以上的浓硫酸和木质纤维、并配以定量水的固液比为1:8的固液混合体，并搅拌使其充分反应，后在预设的温度和压强下浸出； 所述清除杂质装置，用于清除杂质； 电解槽，用于将经过清除杂质的液体进行电解； 所述粗加工装置用于对阴极板上沉积的金属锰进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品猛。
全文摘要
本发明提出了一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的方法，包括步骤将收尘灰与煤粉按一定质量比加入混料器混合均匀，形成混合料；将所述混合料、浓硫酸和木质纤维，按照一定质量比，并配以定量水，加入化合桶并启动搅拌使其充分反应；在一定的温度和压强下浸出，清除杂质后，送至电解槽进行电解；对沉积有金属锰的阴极板进行钝化、洗涤、烘干、剥离，形成产品锰。本发明还提供了一种从锰系合金冶炼收尘灰中提炼锰的设备，包括混料器、化合装置、清除杂质装置、电解槽和粗加工装置。该方法和设备提高了收尘灰中锰的回收率，提炼出的产品锰含量在95%以上。
文档编号C22B7/02GK102816932SQ201210331270
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者毛耀辉, 鲁燕杰, 权光成 申请人:毛耀辉