專利名稱：一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬冶煉技術領域，尤其是涉及一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法和設備。
背景技術：
火法冶煉是冶煉方式的一種，是利用高溫從礦石中提取金屬或其化合物的冶金過程。此過程沒有水溶液參加，故又稱為干法冶金。在用火法冶煉對錳系合金，如硅錳合金、高碳錳鐵、中碳錳鐵等進行冶煉時，會產生較多的粉塵。該粉塵其錳元素含量在9-27%之間并且還含有其他的有價金屬，仍然存在一定的使用價值，且該粉塵若排放到空氣中，會對環境造成污染。因此該領域技術人員設計了專門用于回收該粉塵的收塵系統，被收集后的粉塵被稱為收塵灰，如何利用收塵灰一直是錳系合金冶煉行業中研究的課題。通過多年的技術改造，在現有技術中，較為常用的一種手段是把收塵灰壓制成一定尺寸的球體再進行二次冶煉，對錳的回收有一定的作用。進行二次冶煉的大體工藝流程，是先通過收塵系統將一次冶煉中的粉塵收集，然后制成球體放進煉爐內，采用火法冶煉的方式進行二次冶煉，在二次冶煉的過程仍然會產生較多的粉塵，其大部分隨煙氣重新進入收塵系統，使得粉塵越來越多。而通過二次冶煉能夠回收的錳僅僅占據收塵灰中包含有的錳的小部分，造成收塵灰中錳的回收率比較低。綜上所述，現有技術的收塵灰二次冶煉的技術方案存在收塵灰中錳的回收率低的問題。

發明內容
本發明提出了一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法和設備，提高了收塵灰中錳的回收率。為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的 本發明提供一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，包括步驟A，將收塵灰與煤粉按質量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均勻，形成混合料；B,將所述混合料、93%以上的濃硫酸和木質纖維，按照混合料濃硫酸木質纖維1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的質量比，并配以定量水，形成固液比為1:8的混合液，加入化合
桶并啟動攪拌使其充分反應，其化學反應式為
(C6H10O5) n + nH20 j^nC6H10O6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ；C，將步驟B中進行反應后的混合液在預設的溫度和壓強下浸出，PH值為3. 5-4. 5時停止浸出，清除雜質；D，將步驟C產出的液體送至電解槽進行電解，其陰極板上的化學反應式為
Mn2++2e_ —Mn2H2++2e—H2 (g)；E，對陰極板上沉積的金屬錳進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品錳。其中，所述步驟C中清除雜質的步驟包括Cl，進行氧化、中和除掉其他金屬雜質后固液分離，液體進入步驟C2 ；C2，將步驟Cl中分離的液體輸送至硫化桶并開啟攪拌，加入凈化劑通過壓濾方式除雜質，濾液送至沉淀池靜置24-48小時。其中，所述步驟Cl中進行氧化的步驟包括加入二氧化錳粉末，使低價金屬離子氧化為高價金屬離子； 再加入氨水，調整PH到6. O至6. 5，使高價金屬離子發生水解后沉淀。其中，所述步驟C2中的凈化劑為福美鈉和/或乙硫氮。其中，所述步驟B中的木質纖維包括木屑和/或秸桿顆粒。其中，所述步驟B中加入化合桶并啟動攪拌使其充分反應的攪拌速度為40-70轉/分。其中，所述步驟C中的所述預設的溫度和壓強為常溫常壓。其中，所述步驟D中進行電解的各項指標為電解周期24小時，電解溫度40 0C 42 °C，電極距70厘米，陽極板尺寸455X660平方毫米，陰極板尺寸500X660平方毫米，陰極電流密度32(Γ400安/平方米。其中，所述收塵灰與煤粉的質量比1:0. 06、. 08。本發明還提供一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的設備，包括混料器、化合裝置、清除雜質裝置、電解槽和粗加工裝置；所述混料器用于將質量比1:0. 04、. 08的收塵灰與煤粉混合均勻，形成混合料；所述化合裝置，用于放置含有質量比為1:0. 3(Γθ. 60:0. 05、. 08的所述混合料、93%以上的濃硫酸和木質纖維、并配以定量水的固液比為1:8的固液混合體，并攪拌使其充分反應，后在預設的溫度和壓強下浸出；所述清除雜質裝置，用于清除雜質；電解槽，用于將經過清除雜質的液體進行電解；所述粗加工裝置用于對陰極板上沉積的金屬錳進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品錳。可見，本發明至少具有如下的有益效果本發明的一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法和設備，通過將收塵灰與煤粉一定質量比混合后形成混合料，再配以適量的濃硫酸和木屑或者秸桿顆粒和水，充分反應后常溫常壓浸出，并清除雜質后進行電解，對沉積陰極板上沉積的金屬錳進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品錳，這一系列的工藝流程，大體采用濕法冶煉技術，巧妙使用濃硫酸等添加劑并設計了簡單有效的工藝步驟，采用該技術方案使得收塵灰中的錳絕大部分被提煉出來，實現了收塵灰中錳的高效率回收。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發明的一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法的實施例一的流程示意圖；圖2為本發明的一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法的實施例二的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一
本發明實施例一提供了一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，參見圖1，包括步驟步驟SI 10，將收塵灰與煤粉按其質量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均勻，形成混合料。所述收塵灰為收塵系統收集的冶煉錳系合金時產生的粉塵。在考慮質量配比時，應根據收塵灰含錳量按照一定比例加入適量的煤粉混合后備用。當收塵灰的含錳量為22%時，則所述收塵灰與煤粉的質量比1:0. 04、. 08。優選地，其混合比例為收塵灰煤粉=1:0. 06、. 08。本申請文件中除非有特殊說明，各比例均為質量比，各百分數均為質量百分數。步驟SI 11，將所述混合料、93%以上的濃硫酸和木質纖維，按照混合料濃硫酸木質纖維1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的質量比，并配以定量水，形成固液比為1:8，加入化合桶
并啟動攪拌使其充分反應，其化學反應式為
(C6Hi0O5) n + nH20 IiC6HioO6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ；其中，木質纖維為木屑或者秸桿顆粒，所述秸桿顆粒可以為玉米、小麥、稻草等農作物秸桿。在本發明實施例中，優選地，所述攪拌速度為40-70轉/分。步驟SI 12，在預設的溫度和壓強下浸出，PH值為3. 5-4. 5時停止浸出，清除雜質。經實踐測試表明，浸出時間為4-8小時，則浸出終點pH=3. 5-4. 5。在本發明實施例中，優選地，浸出時間為4小時或者7小時。優選地，所述預設的溫度和壓強為常溫常壓。步驟S113，將步驟S112產出的液體送至電解槽進行電解，其陰極板上的化學反應式為Mn2+2e- — Mn2H2++2e—H2 (g)；電解過程各項技術指標為
權利要求
1.一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，包括步驟 A，將收塵灰與煤粉按質量比1:0. 04、. 08加入混料器混合均勻，形成混合料； B，將所述混合料、93%以上的濃硫酸和木質纖維，按照混合料濃硫酸木質纖維1:0. 30 0· 60:0. 05 O. 08的質量比，并配以定量水，形成固液比為1:8的混合液，加入化合桶并啟動攪拌使其充分反應，其化學反應式為(C6HwO5) n + FiH2O 上一^nC6H10O6C6H1006+6Mn02+6H2S04 — 6MnS04+6C02+6H20+12r ； C，將步驟B中進行反應后的混合液在預設的溫度和壓強下浸出，PH值為3. 5-4. 5時停止浸出，清除雜質； D，將步驟C產出的液體送至電解槽進行電解，其陰極板上的化學反應式為Mn2++2e—*■ Mn2H2++2e- — H2 (g)； E，對陰極板上沉積的金屬錳進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品錳。
2.根據權利要求I所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟C中清除雜質的步驟包括 CI，進行氧化、中和除掉其他金屬雜質后固液分離，液體進入步驟C2 ; C2，將步驟Cl中分離的液體輸送至硫化桶并開啟攪拌，加入凈化劑通過壓濾方式除雜質，濾液送至沉淀池靜置24-48小時。
3.根據權利要求2所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟Cl中進行氧化的步驟包括 加入二氧化錳粉末，使低價金屬離子氧化為高價金屬離子； 再加入氨水，調整PH到6. O至6. 5，使高價金屬離子發生水解后沉淀。
4.根據權利要求2所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟C2中的凈化劑為福美鈉和/或乙硫氮。
5.根據權利要求I所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟B中的木質纖維包括木屑和/或秸桿顆粒。
6.根據權利要求I所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟B中加入化合桶并啟動攪拌使其充分反應的攪拌速度為40-70轉/分。
7.根據權利要求I所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟C中的所述預設的溫度和壓強為常溫常壓。
8.根據權利要求I所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述步驟D中進行電解的各項指標為電解周期24小時，電解溫度40°C ^42°C，電極距70厘米，陽極板尺寸455X660平方毫米，陰極板尺寸500X660平方毫米，陰極電流密度32(Γ400安/平方米。
9.根據權利要求1-8任一項所述的從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，其特征在于，所述收塵灰與煤粉的質量比1:0. 06、. 08。
10.一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的設備，其特征在于，包括混料器、化合裝置、清除雜質裝置、電解槽和粗加工裝置； 所述混料器用于將質量比1:0. 04、. 08的收塵灰與煤粉混合均勻，形成混合料；所述化合裝置，用于放置含有質量比為1:0. 3(Γ0. 60:0. 05、. 08的所述混合料、93%以上的濃硫酸和木質纖維、并配以定量水的固液比為1:8的固液混合體，并攪拌使其充分反應，后在預設的溫度和壓強下浸出； 所述清除雜質裝置，用于清除雜質； 電解槽，用于將經過清除雜質的液體進行電解； 所述粗加工裝置用于對陰極板上沉積的金屬錳進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品猛。
全文摘要
本發明提出了一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的方法，包括步驟將收塵灰與煤粉按一定質量比加入混料器混合均勻，形成混合料；將所述混合料、濃硫酸和木質纖維，按照一定質量比，并配以定量水，加入化合桶并啟動攪拌使其充分反應；在一定的溫度和壓強下浸出，清除雜質后，送至電解槽進行電解；對沉積有金屬錳的陰極板進行鈍化、洗滌、烘干、剝離，形成產品錳。本發明還提供了一種從錳系合金冶煉收塵灰中提煉錳的設備，包括混料器、化合裝置、清除雜質裝置、電解槽和粗加工裝置。該方法和設備提高了收塵灰中錳的回收率，提煉出的產品錳含量在95%以上。
文檔編號C22B7/02GK102816932SQ201210331270
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者毛耀輝, 魯燕杰, 權光成 申請人:毛耀輝