一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法

一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法
【专利摘要】本发明属于金属锰生产技术，涉及一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法。本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法分析试验过程中各个操作步骤与现生产工艺的区别，在实际操作中找到不足，并提出改进方案。本发明使用全碳酸制液，引入NaOH、BaS、硅藻土对溶液进行处理，结合实际情况调节添加量及添加顺序。本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法处理后的新液质量大幅提高，重金属元素在溶液中的含量普遍下降，达到生产要求。另外，本发明净化方法处理中的电解槽槽压下降明显，单槽槽压下降达到0.26v，电耗在原有基础降低50kwh/吨，有效改善电耗，大幅降低生产成本，产生了较大的经济效益。
【专利说明】一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属锰生产技术，涉及一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法。
【背景技术】
[0002]现有技术金属锰生产稳定性差，受矿源变化制液质量得不到保障，电解槽液pH值逐渐升高析氢析氨严重，存在大量的重金属，极大的影响了生产质量。而且电解槽液PH值逐渐升高析氢析氨严重，产量下降明显，且电解槽电压较高，成本居高不下。特别是除杂方法单一、缺乏对新型除杂方法的研究和创新，以及电解应对指标变化时指标如何相应的调整方法过少和效果不佳，严重制约着实际生产，为此急需探索新的除杂优化溶液质量的工艺。

【发明内容】

[0003]本发明的目的:提供了一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法。
[0004]本发明的技术方案是:一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其包括如下步骤:
第一步:加入电解反应阳极液体积V，其中，阳极液为硫酸锰或硫酸硫酸铵溶液；第二步:测量Mn2+、H+的浓度，并根据Mn2+、H+浓度确定MnCO3矿粉和浓硫酸投入量，根据计算结果投入MnCO3矿粉和浓硫酸，反应总时间至少为5小时；
第三步:碳酸锰粉反应终点，留`样进行抽滤；
第四步:补加MnCO3C粉降酸,使余酸< 2.0g/1 ；
第五步:加入冶金除铁，根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe，根据检测数据计算理论消耗量进行投加；
第六步:加入氨水把浆液PH调至3，再加氢氧化钠把pH调到6，搅拌均匀，加入硅藻土，再搅拌，定性测量Fe2+，如定性有Fe2+则加入适量H2O2 ；
第七步:一次压滤；
第八步:加入SDD搅拌，之后，再加入BaS进行搅拌；
第九步:二次压滤，滤液压入静化池内计量，并加入高锰酸钠；
第十步:净化后添加活性碳进行吸附过滤，加入H2O2进行氧化除铁，静置池加满后搅拌再加入亚硫酸铵去除能与硒反应的杂质,检测Mn2+、pH、重金属；
第十一步:三次压滤，滤液压入新液高位计量池，添加SeO2，待电解使用；
第十二步:电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应。
[0005]第一步中:加入电解反应阳极液体积V，搅拌5分钟后取样测Mn2+、H+，记录温度。
[0006]第二步中:加碳酸猛粉的计算式:a=(37 — P1) X V β 1；
其中，a—应加碳酸猛粉质量g，P j一阳极液Mr^+浓度g/1, V—加入阳极液总体积，β j一碳fe猛品位;
加硫酸的计算式:b= aX β 2 - VCH+其中，β 2一酸矿比，Ch+一废液酸。
[0007]第四步中，补加碳酸猛量:b=H+XV+β 2
其中，b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比。
[0008]第H^一步中，添加的SeO2浓度为0.04~0.042g/L。
[0009]第H^一步中，加硒计算公式:添加量=检测Mn2+X0.04XVX 1000 + 37。
[0010]第一、二、三、六、七、八、十步均对Mn2+进行检测。
[0011]第三、七步均对滤液测Mn2+、pH、测铁，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份。
[0012]所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其第五步中加入冶金除铁的量是l/15a，30min 后定性测量 Fe2+ ；
第六步中加入娃藻土量是1.5g/L,且至少搅拌IOmin ；
第八步中加入SDD的量是0.5g/L，加入BaS的量是0.2g/L ；
第九步中加入的高锰酸钠量是0.05g/L ；
第十步中添加活性碳的量是0.2g/L，加入H2O2浓度是27%量是0.116kg/m3 ;静置池加满后至少搅拌30min,加入去除能与硒反应的杂质的亚硫酸铵量是0.lg/L。 [0013]本发明的有益效果是:本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法处理后的新液质量大幅提高，重金属元素Fe2+、Fe、Cu、Zn、N1、S1、Co、Pb、Ca、Mg在溶液中的含量普遍下降，下降幅度普遍达到20%。另外，本发明净化方法处理中的电解槽槽压下降明显，单槽槽压下降达到0.26v,电耗在原有基础降低50kwh/吨，有效改善电耗。另外，阳极液返回化合槽进行浸出反应，制取生产所需的硫酸锰溶液，实现回收利用阳极液中的Mn2+、H2S04、(NH4) 2S04，促成生产系统闭路循环，有效提高生产效益，具有较大实际应用价值。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法一较佳实施方式的流程图。【具体实施方式】
[0015]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明:
本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法使用目前生产线中的电解新液，在中试车间电解车间进行电解，获取目前生产使用电解新液在中试电解系统电解的电耗指标数据，同时准备试验用阳极液。并通过分析试验过程中各个操作步骤与现生产工艺的区别，在实际操作中找到不足，并提出改进方案。试验中，使用全碳酸制液，引入BaS、硅藻土对溶液进行处理，结合实际情况调节添加量及添加顺序。
[0016]请参阅图1，其是本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法一较佳实施方式的流程图，其具体实施步骤如下:
第一步:加入电解反应阳极液体积V，搅拌5分钟后取样测Mn2+、H+，作为计算投矿粉和酸量的依据，记录温度，其中，阳极液为硫酸锰、硫酸硫酸铵溶液:10m3 ；
第二步:根据计算结果先投完MnCO3,再投入浓硫酸，反应总时间为5小时(保证有充足的反应时间，提高矿粉的浸出率)，期间每隔2小时取样测Mn2+、H+、温度，并记录，
其中，加碳酸猛粉计算式:a= (37 — P1) X V + βι
注:a—应加碳酸猛粉质量g，P j一阳极液Mn2+浓度g/1, V一加入阳极液总体积，β j一碳fe猛品位;
加硫酸计算式:b= aX β 2 - VCH+
注:β 2一酸矿比，CH+一废液酸；
第三步:碳酸锰粉反应终点，留样进行抽滤，滤液测Mn2+、H+，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份，(通过检测结果反算矿粉的浸出率和耗酸量，如未达到预定值则表明酸矿比和矿粉品味的设定值有偏差，应根据浸出反应数据重新调节酸矿比和矿粉品味)
第四步:补加MnCO3矿粉降酸,使余酸≤2.0g/1,取样；
其中，补加碳酸锰量:b=H+XV+i32
b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β 2为酸矿比；第五步:加入冶金除铁5g/L (根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe，根据检测数据计算理论消耗量进行投加。溶液中Fe2+含量高低直接影响溶液的质量，因为Fe与Mn的电极电势相近，在Mn电解析出过程中，影响电解的电效和产量)，30min定性Fe2+。
[0017]第六步:加入氨水,使pH为3,加入娃藻土 1.5g/L搅拌IOmin,加入BaS lg/L,反应I小时，取样(加入硅藻土的目的和作用:在PH值控制在3时杂质形成沉淀悬浮体，利用硅藻土的强吸附性将其吸附，形成大分子物便于在粗滤时与滤渣固液分离开，达到将杂质有效排除溶液体系外，提高溶液质量的目的；再加入氢氧化钠把浆液pH调至6，加入硅藻土 1.5g/L，搅拌均匀，测量体积、温度，取液样测Mn2+、pH、定性铁；如定性有Fe2+则加入适量H2O2，利用H2O2强氧化性质在中性条件下，进一步将溶液中Fe2+离子氧化成Fe3+，在中性条件下形成胶体与滤渣排出溶液体系外；该方案通过提高除铁工序的效果，有效降低了 Fe2+浓度，冶金锰粉与H2O2两种混合除铁方法比常规单一冶金除铁管口降低40%;
第七步:一次压滤
采用副沟收集压滤过程因滤布损坏而冒浆的混液，再引回压滤缓冲池重复压滤，确保一次压滤液的干净，以保障溶液的质量，滤液测Mn2+、pH、测铁，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份；
第八步JpASDD 0.5g/L搅拌lh，以除去溶液中的重金属主要是Co和Ni，从而达到电解必须条件，即重金属含量< 0.005g/l以下的要求；再加入BaS0.5g/L，搅拌0.5h，取样测Mn2+、pH、测铁、测重，记录反应温度；
第九步:二次压滤，加入高锰酸钠0.05g/L，滤液压入静化池内计量(目的:计量压入静化池的准确体积，以便计算净化所需投加的物料；技术效果:精准投加物料，避免投加量的偏差对进化效果的影响)。
[0018]第十步:净化24h，添加活性碳0.2g/L进行吸附净化，静置池加满后搅拌30min再加入亚硫酸铵0.lg/L,以将溶液中有害杂质(主要针对能与硒反应的杂质)预先除掉，使得静置后的溶液压至高位池添加二氧化硒的浓度稳定，消除了因有害杂质消耗二氧化硒的现象，再检测Mn2+、pH、重金属；二次压滤前取样。
[0019]第^^一步:三次压滤，滤液压入新液高位计量池，添加SeO2 (SeO2按照0.04g/L添加，电解前半小时加入，待电解使用，SeO2为电解锰在电解过程的抗氧化剂，是生产的必须材料，确保电解生产的持续稳定的运行。)，待电解使用。
[0020]第十二步:电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应(通过重新返回化合槽进行制取生产所需的硫酸锰溶液，有效回收利用阳极液中的Mn2+、H2S04、(NH4) 2 SO4，促成生产系统闭路循环)。
[0021]主要计算分式
1、加碳酸猛粉计算式:a=(37 — P D * V / β1
注:a—应加碳酸锰粉质量g，P !—阳极液Mn2+浓度g/l，V——加入阳极液总体积，β I 碳fe猛品位。
[0022]2、加硫酸计算式:b= aX β 2 - VCH+ ( β 2为酸矿比)
注:CH+—废液酸
3、补加碳酸锰量:b=H+XV+ β 2
b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比。
[0023]4、加硒计算公式:添加量=检测Mn2+X0.04XVX 1000 + 37。
[0024]某实施例中，本发明金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法的新液质量有所提高，一些重金属元素在溶液中的含量有下降明显，含量如下表所示，单位为g/L。
【权利要求】
1.一种金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于， 包括如下步骤: 第一步:加入电解反应阳极液体积V，其中，阳极液为硫酸锰或硫酸硫酸铵溶液；第二步:测量Mn2+、H+的浓度，并根据Mn2+、H+浓度确定MnCO3矿粉和浓硫酸投入量，根据计算结果投入MnCO3矿粉和浓硫酸，反应总时间至少为5小时； 第三步:碳酸锰粉反应终点，留样进行抽滤； 第四步:补加MnCO3C粉降酸,使余酸< 2.0g/1 ； 第五步:加入冶金除铁，根据矿粉浸出Fe的含量，利用冶金锰粉中的Mn4+氧化性将溶液中Fe2+氧化成为Fe，根据检测数据计算消耗量进行投加； 第六步:加入氨水把浆液PH调至3，再加氢氧化钠把pH调到6，搅拌均匀，加入硅藻土，再搅拌，定性测量Fe2+，如定性有Fe2+则加入适量H2O2 ； 第七步:一次压滤； 第八步:加入SDD搅拌，之后，再加入BaS进行搅拌； 第九步:二次压滤，滤液压入静化池内计量，并加入高锰酸钠； 第十步:净化后添加活性碳进行吸附过滤，加入H2O2进行氧化除铁，静置池加满后搅拌再加入亚硫酸铵去除能与硒反应的杂质,检测Mn2+、pH、重金属； 第十一步:三次压滤，滤液压入新液高位计量池，添加SeO2，待电解使用； 第十二步:电解，产品经处理合格成品，阳极液返回化合槽进行浸出反应。
2.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第一步中:加入电解反应阳极液体积V，搅拌5分钟后取样测Mn2+、H+，记录温度。
3.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第二步中:加碳酸猛粉的计算式:a=(37 — P J X V + β 1; 其中，a—应加碳酸猛粉质量g，P j一阳极液Mr^+浓度g/1, V—加入阳极液总体积，β j一碳fe猛品位； 加硫酸的计算式:b= aX β 2 - VCH+ 其中，β 2一酸矿比，CH+一废液酸。
4.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第四步中，补加碳酸猛量:b=H+XV+ β 2 其中，b—应加碳酸锰粉质量g，V—加入阳极液总体积，H+—余酸浓度，β2为酸矿比。
5.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第十一步中，添加的SeO2浓度为0.0r0.042g/L。
6.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第十一步中，加硒计算公式:添加量=检测Mn2+X0.04X VX 1000 + 37。
7.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第一、二、三、六、七、八、十步均对Mn2+进行检测。
8.根据权利要求1所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第三、七步均对滤液测Mn2+、pH、测铁，滤渣测TMn、Mn4+、Mn2+及水份。
9.根据权利要求1至8任意项所述的金属锰生产中硫酸锰液深度净化方法，其特征在于，第五步中加入冶金除铁的量是l/15a，30min后定性测量Fe2+ ； 第六步中加入娃藻土量是1.5g/L,且至少搅拌IOmin ； 第八步中加入SDD的量是0.5g/L，加入BaS的量是0.2g/L ； 第九步中加入的高锰酸钠量是0.05g/L ； 第十步中添加活性碳的量是0.2g/L，加入H2O2浓度是27%量是0.116kg/m3 ;静置池加满后至少搅拌30min,加入去除能 与硒反应的杂质的亚硫酸铵量是0.lg/L。
【文档编号】C22B3/44GK103643256SQ201310645148
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】吴继湘, 卢国贤, 严超, 付佳, 黄政开, 邓炜国, 农成华, 陆青燕, 韦婷婷 申请人:中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司