一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法
【專利摘要】本發明屬于金屬錳生產技術，涉及一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法。本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法分析試驗過程中各個操作步驟與現生產工藝的區別，在實際操作中找到不足，并提出改進方案。本發明使用全碳酸制液，引入NaOH、BaS、硅藻土對溶液進行處理，結合實際情況調節添加量及添加順序。本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法處理后的新液質量大幅提高，重金屬元素在溶液中的含量普遍下降，達到生產要求。另外，本發明凈化方法處理中的電解槽槽壓下降明顯，單槽槽壓下降達到0.26v，電耗在原有基礎降低50kwh/噸，有效改善電耗，大幅降低生產成本，產生了較大的經濟效益。
【專利說明】一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬錳生產技術，涉及一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法。
【背景技術】
[0002]現有技術金屬錳生產穩定性差，受礦源變化制液質量得不到保障，電解槽液pH值逐漸升高析氫析氨嚴重，存在大量的重金屬，極大的影響了生產質量。而且電解槽液PH值逐漸升高析氫析氨嚴重，產量下降明顯，且電解槽電壓較高，成本居高不下。特別是除雜方法單一、缺乏對新型除雜方法的研究和創新，以及電解應對指標變化時指標如何相應的調整方法過少和效果不佳，嚴重制約著實際生產，為此急需探索新的除雜優化溶液質量的工藝。

【發明內容】

[0003]本發明的目的:提供了一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法。
[0004]本發明的技術方案是:一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其包括如下步驟:
第一步:加入電解反應陽極液體積V，其中，陽極液為硫酸錳或硫酸硫酸銨溶液；第二步:測量Mn2+、H+的濃度，并根據Mn2+、H+濃度確定MnCO3礦粉和濃硫酸投入量，根據計算結果投入MnCO3礦粉和濃硫酸，反應總時間至少為5小時；
第三步:碳酸錳粉反應終點，留`樣進行抽濾；
第四步:補加MnCO3C粉降酸,使余酸< 2.0g/1 ；
第五步:加入冶金除鐵，根據礦粉浸出Fe的含量，利用冶金錳粉中的Mn4+氧化性將溶液中Fe2+氧化成為Fe，根據檢測數據計算理論消耗量進行投加；
第六步:加入氨水把漿液PH調至3，再加氫氧化鈉把pH調到6，攪拌均勻，加入硅藻土，再攪拌，定性測量Fe2+，如定性有Fe2+則加入適量H2O2 ；
第七步:一次壓濾；
第八步:加入SDD攪拌，之后，再加入BaS進行攪拌；
第九步:二次壓濾，濾液壓入靜化池內計量，并加入高錳酸鈉；
第十步:凈化后添加活性碳進行吸附過濾，加入H2O2進行氧化除鐵，靜置池加滿后攪拌再加入亞硫酸銨去除能與硒反應的雜質,檢測Mn2+、pH、重金屬；
第十一步:三次壓濾，濾液壓入新液高位計量池，添加SeO2，待電解使用；
第十二步:電解，產品經處理合格成品，陽極液返回化合槽進行浸出反應。
[0005]第一步中:加入電解反應陽極液體積V，攪拌5分鐘后取樣測Mn2+、H+，記錄溫度。
[0006]第二步中:加碳酸猛粉的計算式:a=(37 — P1) X V β 1；
其中，a—應加碳酸猛粉質量g，P j一陽極液Mr^+濃度g/1, V—加入陽極液總體積，β j一碳fe猛品位;
加硫酸的計算式:b= aX β 2 - VCH+其中，β 2一酸礦比，Ch+一廢液酸。
[0007]第四步中，補加碳酸猛量:b=H+XV+β 2
其中，b—應加碳酸錳粉質量g，V—加入陽極液總體積，H+—余酸濃度，β2為酸礦比。
[0008]第H^一步中，添加的SeO2濃度為0.04~0.042g/L。
[0009]第H^一步中，加硒計算公式:添加量=檢測Mn2+X0.04XVX 1000 + 37。
[0010]第一、二、三、六、七、八、十步均對Mn2+進行檢測。
[0011]第三、七步均對濾液測Mn2+、pH、測鐵，濾渣測TMn、Mn4+、Mn2+及水份。
[0012]所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其第五步中加入冶金除鐵的量是l/15a，30min 后定性測量 Fe2+ ；
第六步中加入娃藻土量是1.5g/L,且至少攪拌IOmin ；
第八步中加入SDD的量是0.5g/L，加入BaS的量是0.2g/L ；
第九步中加入的高錳酸鈉量是0.05g/L ；
第十步中添加活性碳的量是0.2g/L，加入H2O2濃度是27%量是0.116kg/m3 ;靜置池加滿后至少攪拌30min,加入去除能與硒反應的雜質的亞硫酸銨量是0.lg/L。 [0013]本發明的有益效果是:本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法處理后的新液質量大幅提高，重金屬元素Fe2+、Fe、Cu、Zn、N1、S1、Co、Pb、Ca、Mg在溶液中的含量普遍下降，下降幅度普遍達到20%。另外，本發明凈化方法處理中的電解槽槽壓下降明顯，單槽槽壓下降達到0.26v,電耗在原有基礎降低50kwh/噸，有效改善電耗。另外，陽極液返回化合槽進行浸出反應，制取生產所需的硫酸錳溶液，實現回收利用陽極液中的Mn2+、H2S04、(NH4) 2S04，促成生產系統閉路循環，有效提高生產效益，具有較大實際應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法一較佳實施方式的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0015]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明:
本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法使用目前生產線中的電解新液，在中試車間電解車間進行電解，獲取目前生產使用電解新液在中試電解系統電解的電耗指標數據，同時準備試驗用陽極液。并通過分析試驗過程中各個操作步驟與現生產工藝的區別，在實際操作中找到不足，并提出改進方案。試驗中，使用全碳酸制液，引入BaS、硅藻土對溶液進行處理，結合實際情況調節添加量及添加順序。
[0016]請參閱圖1，其是本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法一較佳實施方式的流程圖，其具體實施步驟如下:
第一步:加入電解反應陽極液體積V，攪拌5分鐘后取樣測Mn2+、H+，作為計算投礦粉和酸量的依據，記錄溫度，其中，陽極液為硫酸錳、硫酸硫酸銨溶液:10m3 ；
第二步:根據計算結果先投完MnCO3,再投入濃硫酸，反應總時間為5小時(保證有充足的反應時間，提高礦粉的浸出率)，期間每隔2小時取樣測Mn2+、H+、溫度，并記錄，
其中，加碳酸猛粉計算式:a= (37 — P1) X V + βι
注:a—應加碳酸猛粉質量g，P j一陽極液Mn2+濃度g/1, V一加入陽極液總體積，β j一碳fe猛品位;
加硫酸計算式:b= aX β 2 - VCH+
注:β 2一酸礦比，CH+一廢液酸；
第三步:碳酸錳粉反應終點，留樣進行抽濾，濾液測Mn2+、H+，濾渣測TMn、Mn4+、Mn2+及水份，(通過檢測結果反算礦粉的浸出率和耗酸量，如未達到預定值則表明酸礦比和礦粉品味的設定值有偏差，應根據浸出反應數據重新調節酸礦比和礦粉品味)
第四步:補加MnCO3礦粉降酸,使余酸≤2.0g/1,取樣；
其中，補加碳酸錳量:b=H+XV+i32
b—應加碳酸錳粉質量g，V—加入陽極液總體積，H+—余酸濃度，β 2為酸礦比；第五步:加入冶金除鐵5g/L (根據礦粉浸出Fe的含量，利用冶金錳粉中的Mn4+氧化性將溶液中Fe2+氧化成為Fe，根據檢測數據計算理論消耗量進行投加。溶液中Fe2+含量高低直接影響溶液的質量，因為Fe與Mn的電極電勢相近，在Mn電解析出過程中，影響電解的電效和產量)，30min定性Fe2+。
[0017]第六步:加入氨水,使pH為3,加入娃藻土 1.5g/L攪拌IOmin,加入BaS lg/L,反應I小時，取樣(加入硅藻土的目的和作用:在PH值控制在3時雜質形成沉淀懸浮體，利用硅藻土的強吸附性將其吸附，形成大分子物便于在粗濾時與濾渣固液分離開，達到將雜質有效排除溶液體系外，提高溶液質量的目的；再加入氫氧化鈉把漿液pH調至6，加入硅藻土 1.5g/L，攪拌均勻，測量體積、溫度，取液樣測Mn2+、pH、定性鐵；如定性有Fe2+則加入適量H2O2，利用H2O2強氧化性質在中性條件下，進一步將溶液中Fe2+離子氧化成Fe3+，在中性條件下形成膠體與濾渣排出溶液體系外；該方案通過提高除鐵工序的效果，有效降低了 Fe2+濃度，冶金錳粉與H2O2兩種混合除鐵方法比常規單一冶金除鐵管口降低40%;
第七步:一次壓濾
采用副溝收集壓濾過程因濾布損壞而冒漿的混液，再引回壓濾緩沖池重復壓濾，確保一次壓濾液的干凈，以保障溶液的質量，濾液測Mn2+、pH、測鐵，濾渣測TMn、Mn4+、Mn2+及水份；
第八步JpASDD 0.5g/L攪拌lh，以除去溶液中的重金屬主要是Co和Ni，從而達到電解必須條件，即重金屬含量< 0.005g/l以下的要求；再加入BaS0.5g/L，攪拌0.5h，取樣測Mn2+、pH、測鐵、測重，記錄反應溫度；
第九步:二次壓濾，加入高錳酸鈉0.05g/L，濾液壓入靜化池內計量(目的:計量壓入靜化池的準確體積，以便計算凈化所需投加的物料；技術效果:精準投加物料，避免投加量的偏差對進化效果的影響)。
[0018]第十步:凈化24h，添加活性碳0.2g/L進行吸附凈化，靜置池加滿后攪拌30min再加入亞硫酸銨0.lg/L,以將溶液中有害雜質(主要針對能與硒反應的雜質)預先除掉，使得靜置后的溶液壓至高位池添加二氧化硒的濃度穩定，消除了因有害雜質消耗二氧化硒的現象，再檢測Mn2+、pH、重金屬；二次壓濾前取樣。
[0019]第^^一步:三次壓濾，濾液壓入新液高位計量池，添加SeO2 (SeO2按照0.04g/L添加，電解前半小時加入，待電解使用，SeO2為電解錳在電解過程的抗氧化劑，是生產的必須材料，確保電解生產的持續穩定的運行。)，待電解使用。
[0020]第十二步:電解，產品經處理合格成品，陽極液返回化合槽進行浸出反應(通過重新返回化合槽進行制取生產所需的硫酸錳溶液，有效回收利用陽極液中的Mn2+、H2S04、(NH4) 2 SO4，促成生產系統閉路循環)。
[0021]主要計算分式
1、加碳酸猛粉計算式:a=(37 — P D * V / β1
注:a—應加碳酸錳粉質量g，P !—陽極液Mn2+濃度g/l，V——加入陽極液總體積，β I 碳fe猛品位。
[0022]2、加硫酸計算式:b= aX β 2 - VCH+ ( β 2為酸礦比)
注:CH+—廢液酸
3、補加碳酸錳量:b=H+XV+ β 2
b—應加碳酸錳粉質量g，V—加入陽極液總體積，H+—余酸濃度，β2為酸礦比。
[0023]4、加硒計算公式:添加量=檢測Mn2+X0.04XVX 1000 + 37。
[0024]某實施例中，本發明金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法的新液質量有所提高，一些重金屬元素在溶液中的含量有下降明顯，含量如下表所示，單位為g/L。
【權利要求】
1.一種金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于， 包括如下步驟: 第一步:加入電解反應陽極液體積V，其中，陽極液為硫酸錳或硫酸硫酸銨溶液；第二步:測量Mn2+、H+的濃度，并根據Mn2+、H+濃度確定MnCO3礦粉和濃硫酸投入量，根據計算結果投入MnCO3礦粉和濃硫酸，反應總時間至少為5小時； 第三步:碳酸錳粉反應終點，留樣進行抽濾； 第四步:補加MnCO3C粉降酸,使余酸< 2.0g/1 ； 第五步:加入冶金除鐵，根據礦粉浸出Fe的含量，利用冶金錳粉中的Mn4+氧化性將溶液中Fe2+氧化成為Fe，根據檢測數據計算消耗量進行投加； 第六步:加入氨水把漿液PH調至3，再加氫氧化鈉把pH調到6，攪拌均勻，加入硅藻土，再攪拌，定性測量Fe2+，如定性有Fe2+則加入適量H2O2 ； 第七步:一次壓濾； 第八步:加入SDD攪拌，之后，再加入BaS進行攪拌； 第九步:二次壓濾，濾液壓入靜化池內計量，并加入高錳酸鈉； 第十步:凈化后添加活性碳進行吸附過濾，加入H2O2進行氧化除鐵，靜置池加滿后攪拌再加入亞硫酸銨去除能與硒反應的雜質,檢測Mn2+、pH、重金屬； 第十一步:三次壓濾，濾液壓入新液高位計量池，添加SeO2，待電解使用； 第十二步:電解，產品經處理合格成品，陽極液返回化合槽進行浸出反應。
2.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第一步中:加入電解反應陽極液體積V，攪拌5分鐘后取樣測Mn2+、H+，記錄溫度。
3.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第二步中:加碳酸猛粉的計算式:a=(37 — P J X V + β 1; 其中，a—應加碳酸猛粉質量g，P j一陽極液Mr^+濃度g/1, V—加入陽極液總體積，β j一碳fe猛品位； 加硫酸的計算式:b= aX β 2 - VCH+ 其中，β 2一酸礦比，CH+一廢液酸。
4.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第四步中，補加碳酸猛量:b=H+XV+ β 2 其中，b—應加碳酸錳粉質量g，V—加入陽極液總體積，H+—余酸濃度，β2為酸礦比。
5.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第十一步中，添加的SeO2濃度為0.0r0.042g/L。
6.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第十一步中，加硒計算公式:添加量=檢測Mn2+X0.04X VX 1000 + 37。
7.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第一、二、三、六、七、八、十步均對Mn2+進行檢測。
8.根據權利要求1所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第三、七步均對濾液測Mn2+、pH、測鐵，濾渣測TMn、Mn4+、Mn2+及水份。
9.根據權利要求1至8任意項所述的金屬錳生產中硫酸錳液深度凈化方法，其特征在于，第五步中加入冶金除鐵的量是l/15a，30min后定性測量Fe2+ ； 第六步中加入娃藻土量是1.5g/L,且至少攪拌IOmin ； 第八步中加入SDD的量是0.5g/L，加入BaS的量是0.2g/L ； 第九步中加入的高錳酸鈉量是0.05g/L ； 第十步中添加活性碳的量是0.2g/L，加入H2O2濃度是27%量是0.116kg/m3 ;靜置池加滿后至少攪拌30min,加入去除能 與硒反應的雜質的亞硫酸銨量是0.lg/L。
【文檔編號】C22B3/44GK103643256SQ201310645148
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】吳繼湘, 盧國賢, 嚴超, 付佳, 黃政開, 鄧煒國, 農成華, 陸青燕, 韋婷婷 申請人:中信大錳礦業有限責任公司大新錳礦分公司