一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺，包括以下步骤：(1)、将电解锰阳极泥加入浸出槽内，然后向浸出槽内加入电解锰阳极液，开启搅拌；(2)、向浸出槽中通入含有SO2气体的浸出剂进行浸出反应；(3)、浸出反应完成后进行固液分离，得到含硫酸锰的溶液和富铅渣，所得含硫酸锰的溶液不经过净化除杂直接并入电解锰生产线的电解锰阳极液中。该电解锰阳极泥综合回收处理工艺操作简单、成本低廉、可有效提高金属的回收率，具有良好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺。
技术介绍
随着我国钢铁工业的快速发展和锰系产品产量的增加，电解锰产能大幅增长，截止到2015年底，电解锰产能已经超过200万吨/年。在电解金属锰的生产过程中，不可避免的在电解槽的阳极区产生大量高含锰率的阳极泥，每生产1吨电解锰会产生阳极泥达0.05～0.08吨。但因其组成和结构较为复杂，且含有较多的铅等重金属，一般作为危险废渣堆存、炼钢添加剂或廉价出售，并未得到合理利用，这不仅造成了资源的浪费，而且处理不当易造成相当程度的环境污染。阳极泥由于难以处理，销售价格相对低廉，虽然锰品位较高，但吨度价格长期低于碳酸锰和软锰矿行情。当前对电解锰阳极泥的处理方法主要有三大类:第一类是直接对电解锰阳极泥进行处理制备化学二氧化锰，虽然电解锰阳极泥和电解二氧化锰性质类似，也能制得一定性能的化学二氧化锰产品，但由于阳极泥中含有一定量的铅，虽然不影响其放电性能，但会造成环境污染，不符合当前的使用标准；第二类是通过高温还原的方法将阳极泥中的Mn4+还原成Mn2+，然后通过酸性浸出，使锰以离子的形式进入溶液中，所使用的还原剂主要有木炭、烟煤等还原剂，由于电解锰阳极泥中含有一定量的铅及少量的硒等低熔点有毒金属，高温处理过程中易造成有毒金属的挥发，造成对环境的二次污染；第三类是使用湿法的方式还原，如使用亚硫酸、硫铁矿、葡萄糖以及纤维素等物质对电解锰阳极泥进行还原浸出，一般是将阳极泥和还原剂加入到水中进行搅拌反应，使阳极泥中的四价锰转变成二价，从而进入溶液中，然后经过净化除杂、结晶等工序，得到高纯锰盐。但是，由于该类工艺加入的还原剂通常会引入杂质，需要额外的净化除杂工序，额外的结晶工序也增大了应用成本；此外，采用水溶液作为浸出液会对整个电解锰生产造成体系膨胀的问题。目前，大多数此类工艺均仅将其作为单一工艺进行设计研究，未充分考虑其与电解锰领域应用上的衔接。因此，此类方法对于电解锰领域的应用多停留在实验室研究阶段，尚未有工业化利用的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种工艺简单、成本低廉、可有效提高金属回收率、具有良好工业应用前景的电解锰阳极泥综合回收处理工艺。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺，包括以下步骤：(1)、将电解锰阳极泥加入浸出槽内，然后向浸出槽内加入电解锰阳极液，开启搅拌；(2)、向浸出槽中通入含有还原性气体的浸出剂进行浸出反应；所述含有还原性气体的浸出剂特别优选为含有SO2的气体浸出剂；(3)、浸出反应完成后进行固液分离，得到可直接回收利用的含硫酸锰的溶液和富铅渣。特别优选的，所得含硫酸锰的溶液不经过净化除杂直接并入电解锰生产线的电解锰阳极液中。本专利技术使用电解锰生产过程中产生的电解锰阳极液作为浸出液，以含SO2的气体作为浸出剂处理电解锰过程中产生的副产品阳极泥，浸出反应结束后的溶液经固液分离后得到含硫酸锰的溶液和富铅渣，其中，含硫酸锰的溶液不经过净化除杂直接并入电解锰生产线的电解锰阳极液中回收利用，其原理如下：SO2+H2O→H2SO3MnO2+H2SO3→MnSO4+H2OSO2浸出电解锰阳极泥过程中会消耗一定量的硫酸(每公斤阳极泥消耗浓硫酸约200克)。使用电解锰生产线产生的电解锰阳极液处理电解锰阳极泥，电解锰阳极液中硫酸含量一般在25-45g/L(在生产过程中会根据电流密度的大小出现一定程度的波动)，能够提供浸出反应所需要的硫酸，有利于浸出反应的进行。采用价格便宜的含有SO2的气体作为还原浸出剂，并使用电解锰生产过程中产生的电解锰阳极液作为浸出液，无需额外加入浓硫酸溶液，也无需加入水溶液作为浸出液，降低了生产成本，避免引入其他杂质，同时也解决了阳极泥回收处理工序对电解锰系统带来的体系膨胀问题。(由于电解锰生产过程中大部分溶液为循环使用，持续的体系膨胀后为避免溶液过多无处存放而影响生产，需要处理部分多出的溶液后外排，保证生产的正常运转，体系膨胀会影响生产效率、提高生产成本。)综上所述，本专利技术的方法与传统的电解锰阳极泥湿法还原浸出的方法相比，不会引入过多杂质，经过浸出所得含硫酸锰的溶液不需要经过净化除杂工序即可直接并入电解锰生产线的电解锰阳极液中回收利用；无需额外加入水溶液作为浸出液，不会对整个电解锰系统带来体系膨胀问题；也不需要进行额外的结晶工序，充分考虑了该电解锰阳极泥处理工艺与整个电解锰生产过程在应用上的衔接。因此，本专利技术的电解锰阳极泥处理工艺成本低廉，并具有良好的工业应用前景。作为对上述技术方案的进一步改进，优选的，所述步骤(1)中，电解锰阳极泥为电解锰生产过程中产生的副产品，其主要化学成分为锰和铅，且其中锰的含量为40-55％。优选的，所述步骤(1)中，所述浸出槽内加入且仅加入电解锰阳极液作为反应介质，尤其是不另行添加水作为反应介质。优选的，所述步骤(1)中，电解锰阳极液为电解锰生产过程中产生的溶液，其主要化学成分为：27-55g/L的MnSO4、60-120g/L的(NH4)2SO4、50-200g/L的MgSO4和25-45g/L的H2SO4。优选的，所述步骤(2)中，含有SO2的气体浸出剂为钢瓶SO2气体、液化SO2气体、燃烧硫磺产生的SO2气体或燃烧其他硫化矿物产生的SO2气体。优选的，所述步骤(2)中，浸出反应的温度为45-95℃，浸出反应时间为3-8h。优选的，所述步骤(3)中，固液分离操作具体为：向浸出反应完成后的体系中加入絮凝剂后自然沉降或浓密，或者为：将浸出反应完成后的体系直接压滤或真空抽滤。优选的，所述电解锰阳极泥的浸出率大于95％。优选的，所述步骤(4)中，富铅渣的含铅量为35-60％。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术将电解锰生产过程中产生的电解锰阳极液作为浸出液，替代传统工艺中使用的水作为反应介质，无需额外加入水溶液，避免了电解锰生产过程中水的持续加入造成电解锰系统体系膨胀的问题。(2)本专利技术将浸出反应结束后得到的含硫酸锰的溶液不经过净化除杂，直接并入电解锰生产体系中。由于使用的浸出剂为SO2气体，引入的杂质较少，因此，不需要复杂的除杂和结晶工序，可直接并入电解锰生产体系的阳极液中，对现有生产工艺改动较小，生产操作简便易行，生产成本更低，具有良好的工业应用前景。(3)本专利技术利用二氧化硫的还原性将阳极泥中的二氧化锰直接转变成硫酸锰，所消耗的二氧化硫原料相比于其他还原剂成本更低。(4)本专利技术的工艺可间断生产，并能根据阳极渣(富铅渣)的产生量进行较大范围的调节，有利于组织生产，同时不影响电解锰主工艺流程的正常运行。(5)本专利技术的工艺可对阳极渣中的铅进行有效富集，产出的铅渣品位较高，可作为富铅渣直接进行销售，提高了阳极渣的经济价值，同时避免了对环境的污染。(6)本专利技术对电解锰生产过程中产生的锰渣(电解锰阳极泥)进行利用，也可外购部分电解锰渣，作为锰源替代部分矿石，可减少矿石的消耗，延长了资源的开采年限，提高金属回收率，同时降低原材料成本。(7)本专利技术阳极泥的浸出率较高，阳极泥中锰的回收率大于95％。附图说明图1为本专利技术电解锰阳极泥综合回收处理工艺的工艺流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺，包括以下步骤：(1)、将电解锰阳极泥加入浸出槽内，然后向浸出槽内加入电解锰阳极液，开启搅拌；(2)、向浸出槽中通入含有还原性气体的浸出剂进行浸出反应；(3)、浸出反应完成后进行固液分离，得到可直接回收利用的含硫酸锰的溶液和富铅渣。

【技术特征摘要】
1.一种电解锰阳极泥综合回收处理工艺，包括以下步骤：(1)、将电解锰阳极泥加入浸出槽内，然后向浸出槽内加入电解锰阳极液，开启搅拌；(2)、向浸出槽中通入含有还原性气体的浸出剂进行浸出反应；(3)、浸出反应完成后进行固液分离，得到可直接回收利用的含硫酸锰的溶液和富铅渣。2.根据权利要求1所述的电解锰阳极泥综合回收处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，电解锰阳极泥为电解锰生产过程中产生的副产品，其主要化学成分为锰和铅，且其中锰的含量为40-55％。3.根据权利要求1所述的电解锰阳极泥综合回收处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，所述浸出槽内加入且仅加入电解锰阳极液作为反应介质。4.根据权利要求1所述的电解锰阳极泥综合回收处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，电解锰阳极液为电解锰生产过程中产生的溶液，其主要化学成分为：27-55g/L的MnSO4、60-120g/L的(NH4)2SO4、50-200g/L的MgSO4和25-45g/L的H2SO4。5.根据权利要求1所述的电解锰阳极泥综合回收处...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶万奇，熊雪良，何利民，时启龙，李重洋，唐三川，
申请(专利权)人：贵州铜仁金瑞锰业有限责任公司，长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52