电解金属锰的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤：制粉—浆化—浸出氧化—中和—一次压滤—二次压滤—电解—出槽钝化—冲洗—烘干—剥离。由于增加了浆化步骤，使得原矿粉在较为温和的化学环境下（45℃—50℃）发生充分反应，极大的加快了锰析出的速度和析出率；无需通入蒸汽等将阳极液加热近于沸腾，大大节约了热源成本，通过本 申请人:厂里两条新旧生产线对比，采用本工艺方法生产一吨锰矿可节约燃料成本或电费500—600元。同时采用空气氧化除铁，取代传统工艺的二氧化锰除铁，生产每吨锰可节约150—180元的二氧化锰粉，进一步降低了生产成本。
【专利说明】电解金属锰的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解锰的生产方法，特别涉及一种高效节能的电解金属锰的生产方法。
【背景技术】
[0002]锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂，电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。
[0003]金属锰的生产方法有两种。一种是采用电解法，所得产品为电解金属锰；另一种是以富锰矿及高硅锰硅合金为原料，用电炉脱硅精炼法生产，产品称金属锰。电解法常以含锰较低的碳酸锰矿为原料，经破碎、磨细成矿粉，加入装有返回阳极液的浸取罐中，加硫酸、通入蒸汽加热近于沸腾，使矿粉中的锰浸取进入溶液，加入适量缓冲剂硫酸铵，并在酸性矿浆中加入二氧化锰粉除铁，再通入液氨或加入石灰乳使矿浆成中性(pH≈ 7)，固液分离去除残渣，往滤液中加入硫化剂(二甲基胺荒酸钠，(CH3)2NCS2Na，简称SDD)或乙硫氮净化，使镍、钴、铁等离子成硫化物形态沉淀析出，经第二次固液分离除去硫化渣，加入添加剂(SeO2或SO2),即得合格电解液。电解时，合格电解液连续不断地加入电解槽，经通电电解至一定时间(一般为24h)，取出附有电沉积锰的阴极板(同时放入干净的阴极板，使电解连续进行)，经钝化、水洗、烘干后，将金属锰剥下，即为成品。中国现有电解金属锰生产规模一般较小，大的每年达5000t，小的每年仅数百吨。而且采用传统工艺，除前工序制液方式不尽相同外，电解生产工艺基本相同。其最大的缺点是能耗高，而且锰回收率不理想。
[0004]针对上述不足，需要对现有电解锰工艺进行优化改进，以适应大规模化生产，同时大大节约能耗，降低成本，极大的提高金属锰的回收率。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种节能、高效和节约成本的电解锰生产方法。
[0006]本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤:
[0007]A，制粉:将原矿石粉碎至90—100目；
[0008]B，浆化:将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入化合桶，充分搅拌混合，其中阳极液中Mn的含量浓度为11一148/1，!1含量浓度为38— 45g/l ;然后在45°C—50°C的温度环境下反应10 — 20分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为98%，浸出反应4一6小时，余酸浓度控制在0.9g/L—1.5g/L ；
[0009]C,浸出氧化:往化合桶中通入空气,加速反应60分钟以上,利用空气中的氧气氧化除铁；[0010]D，中和:加入浓度为11% —15%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加
入福美钠去除重金属；
[0011]E，一次压滤:经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内；
[0012]F，二次压滤:再经二次压滤变成合格液；
[0013]G，电解:电解周期为24小时，槽温40-46度，PH值在6.8-7.4之间；
[0014]H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。
[0015]进一步，步骤B中，阳极液中Mn的含量浓度为13g/l，H含量浓度为40g/l ;然后在48°C的温度环境下反应18分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96%，浸出反应5小时，余酸浓度控制在1.0g/L— 1.lg/L。
[0016]进一步，步骤A中，采用立磨负压制粉机进行制粉。
[0017]进一步，步骤E和步骤F中，所述压滤设备采用高压鼓膜压滤机。
[0018]进一步，步骤G中，所采用电解槽由RPP材质制成。
[0019]进一步，步骤H中，采用超声波洗板进行洗板。
[0020]本发明的有益效果:本发明的电解金属锰的生产方法，与传统电解金属锰的生产方法相比，具有如下有益效果:`
[0021]1、由于增加了浆化步骤，使得原矿粉在较为温和的化学环境下(45°C—50°C)发生充分反应，极大的加快了锰析出的速度和析出率；无需通入蒸汽等将阳极液加热近于沸腾，大大节约了热源成本，通过本 申请人:厂里两条新旧生产线对比，采用本工艺方法生产一吨锰矿可节约燃料成本或电费500—600元。同时采用空气氧化除铁，取代传统工艺的二氧化锰除铁，生产每吨锰可节约150—180元的二氧化锰粉，进一步降低了生产成本。
[0022]2、在电解锰生产行业中首家采用立磨负压制粉设备，有效杜绝了粉尘污染，与传统制粉设备相比，每吨产矿粉可节电25— 30度，折算为电解金属锰产品每吨节电250度左右。
[0023]3、在电解锰行业首次尝试采用RPP材质的节能电解槽，实践证明每吨产品可节电600度左右。
[0024]4、采用高压鼓膜压滤机，锰渣含水量从传统30%左右降低至23%以内，大大提高了锰回收率。
[0025]5、采用超声波洗板洗产品，污水槽消耗量从传统每吨产品3m3降低到0.3m3以内，年节水量近3万m3。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤:
[0028]A，制粉:将原矿石粉碎至90目；
[0029]B，浆化:将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入化合桶，充分搅拌混合，其中阳极液中Mn的含量浓度为14g/l，H含量浓度为38g/l ;然后在50°C的温度环境下反应10分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为98%，浸出反应6小时，余酸浓度控制在0.9g/L ；[0030]C，浸出氧化:往化合桶中通入空气，加速反应60分钟以上，利用空气中的氧气氧化除铁；
[0031]D，中和:加入浓度为15%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加入福
美钠去除重金属；
[0032]E，一次压滤:经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内；
[0033]F，二次压滤:再经二次压滤变成合格液；
[0034]G，电解:电解周期为24小时，槽温40度，PH值在7.4 ;
[0035]H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。
[0036]实施例2
[0037]一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤:
[0038]A，制粉:将原矿石粉碎至100目；
[0039]B，浆化:将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入化合桶，充分搅拌混合，其中阳极液中Mn的含量浓度为llg/1，H含量浓度为45g/l ;然后在45°C的温度环境下反应20分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96%，浸出反应4小时，余酸浓度控制在1.5g/L;
[0040]C,浸出氧化:往化合桶中 通入空气,加速反应60分钟以上,利用空气中的氧气氧化除铁；
[0041]D，中和:加入浓度为11%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加入福
美钠去除重金属；
[0042]E，一次压滤:经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内；
[0043]F，二次压滤:再经二次压滤变成合格液；
[0044]G，电解:电解周期为24小时，槽温46度，PH值在6.8 ;
[0045]H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。
[0046]实施例3
[0047]一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤:
[0048]A，制粉:将原矿石粉碎至95目；
[0049]B，浆化:将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入化合桶，充分搅拌混合，其中阳极液中Mn的含量浓度为13g/l，H含量浓度为40g/l ;然后在48°C的温度环境下反应18分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96%，浸出反应5小时，余酸浓度控制在1.0g/L或1.lg/L ；
[0050]C,浸出氧化:往化合桶中通入空气,加速反应60分钟以上,利用空气中的氧气氧化除铁；
[0051]D，中和:加入浓度为13%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加入福
美钠去除重金属；
[0052]E，一次压滤:经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内；
[0053]F，二次压滤:再经二次压滤变成合格液；[0054]G，电解:电解周期为24小时，槽温42度，PH值在7.0 ；
[0055]H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。
[0056]通过本工厂新旧两条电解锰生产线实践对比:由于增加了浆化步骤，使得原矿粉在较为温和的化学环境下(45°C—50°C )发生充分反应，极大的加快了锰析出的速度和析出率；无需通入蒸汽等将阳极液加热近于沸腾，大大节约了热源成本，采用上述三实施例的具体参数，生产一吨锰矿可节约燃料成本或电费500— 600元。同时采用空气氧化除铁，取代传统工艺的二氧化锰除铁，生产每吨锰可节约150—180元的二氧化锰粉，进一步降低了生产成本。另外，生产周期可缩短3— 4小时，生产效率大大提高。
[0057]作为对上述实施例的进一步改进，步骤A中，采用立磨负压制粉机进行制粉。有效杜绝了粉尘污染，与传统制粉设备相比，每吨产矿粉可节电25— 30度，折算为电解金属锰产品每吨节电250度左右。
[0058]作为对上述实施例的进一步改进，步骤E和步骤F中，所述压滤设备采用高压鼓膜压滤机。采用高压鼓膜压滤机，锰渣含水量从传统30%左右降低至23%以内，大大提高了锰回收率。
[0059]作为对上述实施例的进一步改进，步骤G中，所采用电解槽由RPP材质制成。在电解锰行业首次尝试采用RPP材质的节能电解槽，实践证明每吨产品可节电600度左右。
[0060]作为对上述实施例的进一步改进，步骤H中，采用超声波洗板进行洗板。采用超声波洗板洗产品，污水槽消耗量从传统每吨产品3m3降低到0.3m3以内，年节水量近3万m3。
[0061]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。`
【权利要求】
1.一种电解金属锰的生产方法，其特征在于:包括以下步骤: A，制粉:将原矿石粉碎至90—100目；B，浆化:将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入浆化桶，充分搅拌混合后输送至化合桶，在45°C—50°C的温度环境下反应10—20分钟；加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96% ;然后再补加阳极液，其中阳极液中Mn的含量浓度为11 一14g/l，H含量浓度为38— 45g/l ;浸出反应4一6小时，余酸浓度控制在0.9g/L — 1.5g/L ；C，浸出氧化:往化合桶中通入空气，加速反应60分钟以上，利用空气中的氧气氧化除铁； D，中和:加入浓度为11% —15%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加入福美钠去除重金属； E，一次压滤:经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内； F，二次压滤:再经二次压 滤变成合格液； G,电解:电解周期为24小时，槽温40-46度，PH值在6.8-7.4之间； H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:步骤B中，阳极液中Mn的含量浓度为13g/l，H含量浓度为40g/l ;然后在48°C的温度环境下反应18分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96%，浸出反应5小时，余酸浓度控制在1.0g/L—1.lg/L。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:步骤A中，采用立磨负压制粉机进行制粉。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:步骤E和步骤F中，所述压滤设备采用高压鼓膜压滤机。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:步骤G中，所采用电解槽由RPP材质制成。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于:步骤H中，采用超声波洗板进行洗板。
【文档编号】C25C7/06GK103451673SQ201310344630
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】吴和财, 刘建林, 吴和刚, 张利生, 周龙兵 申请人:秀山县嘉源矿业有限责任公司