一种硫酸锰溶液净化除杂的方法技术

本发明专利技术涉及一种硫酸锰溶液净化除杂的方法，包括：(1)净化除氯，即向电极电势低于0.342V的还原剂加入粗制硫酸锰溶液中，控制还原剂质量与溶液中铜质量之比为1/100

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸锰溶液净化除杂的方法


[0001]本专利技术涉及硫酸锰生产制备技术，尤其是一种硫酸锰溶液净化除杂的方法。

技术介绍

[0002]钴冶炼过程中，使用P204萃取剂进行萃杂处理，使用一定浓度硫酸进行反萃，产生粗制硫酸锰溶液，由于P204萃取剂洗涤段使用盐酸进行洗涤，在反萃段会引入氯离子，若不进行脱氯处理，硫酸锰溶液在蒸发结晶过程中易腐蚀设备。
[0003]目前公知的脱氯方法主要有物理法和化学法两种，分别如下：
[0004]物理方法分为真空脱氯法和空气吹脱法，真空脱氯法是在真空下使较高温度的淡盐水处在沸腾状态，产生水蒸气，利用生成的气泡带走氯气；空气吹脱法是将空气加压通入脱氯塔内，在填料表面空气和淡盐水接触脱氯。
[0005]化学法主要是氯化银法、氯化亚铜沉淀法、氧化铋除氯法和离子交换法等，氯化亚铜沉淀法是向溶液中加入铜离子，再利用氧化剂或还原剂，使溶液中的铜离子转变为亚铜离子并与氯离子结合沉淀，以达到脱氯的目的。氯化亚铜沉淀法中所得氯化亚铜渣通常的处理方法是在碱溶液中加热，使之转化成为氧化亚铜或氢氧化亚铜，然后再次返回做脱氯剂使用，但过程存在被空气氧化无法完全返回使用；氯化银沉淀法通常是向溶液中加入硝酸银等溶解度较大的银盐，使银离子和氯离子沉淀成为氯化银以达到脱氯的目的，但由于银价格较高，且氯化银沉淀过滤性能较差，银回收率较低，导致生产成本过高，所以工业中应用较少；氧化铋除氯法是采用酸溶等手段将铋转化为离子形式并加入至硫酸锰溶液中，调整pH值使铋水解生成难容的BiOCl沉淀，实现溶液中脱氯的目的，但在氯氧化铋转化过程中仍产生含氯离子废水，氧化铋价格较贵，生产成本相应增加，且引入其他杂质，可能对产品造成不良影响。
[0006]专利申请CN108220998A公开了一种硫酸锰电解液净化除氯的方法，首先三氧化二铋在浓硫酸中活化使其转化为硫酸氧铋，其次将活化渣加入到硫酸锰溶液并用锰盐调整溶液pH值至初始数值，使溶液中的氯离子以氯氧铋形式沉淀，再次净化渣用浓硫酸浸煮以脱除氯并实现沉淀剂再生，最后加入锰粉置换净化后液中残存的铋离子。本专利技术的实质首先使氧化铋转化为活性较好的硫酸氧铋，其次再利用氯氧铋溶度积小的特点，用硫酸氧铋脱除硫酸锰电解液中的氯，再次利用氯化氢易于挥发的性质，使氯氧铋再生为硫酸氧铋，最后利用锰的电极电位比铋低的性质，使净化后液中残存的铋置换回收。
[0007]然而，上述方法使用价格昂贵的三氧化二铋，处理成本高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种硫酸锰溶液净化除杂的方法。具体方案如下：
[0009]一种硫酸锰溶液净化除杂的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：将粗制硫酸锰溶液和还原剂混合，所述还原剂为电极电势低于0.342V的
金属或者合金，所述还原剂的质量与所述粗制硫酸锰溶液中铜元素质量之比为1/100
‑
2/3，反应温度≥25℃，反应时间为15
‑
240min，控制溶液pH≤6；
[0011]步骤二：向步骤一反应后的溶液中加入锰单质，所述锰单质的加入质量与溶液中金属元素的质量之比为1/2
‑
20，保持温度在25
‑
90℃，反应30
‑
240min后，进行液固分离，滤液进行蒸发结晶，得到硫酸锰。
[0012]进一步的，步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液为钴冶炼过程中，使用P204萃取剂进行萃取后，之后使用硫酸进行反萃，得到所述粗制硫酸锰溶液。
[0013]进一步的，步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液中Mn含量为50
‑
150g/L，优选为80
‑
120g/L，更优选为90
‑
110g/L；
[0014]所述粗制硫酸锰溶液中Cu含量为0.1
‑
15g/L，优选为1
‑
12g/L，更优选为3
‑
10g/L；
[0015]所述粗制硫酸锰溶液中Cl含量为100
‑
500mg/L，优选为100
‑
400mg/L，更优选为100
‑
300mg/L。
[0016]进一步的，步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液中还含有0.1
‑
1000mg/L的Co、Ni、Fe、Zn、Cd、Cr中至少一种元素。
[0017]进一步的，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Zn元素，含量为1
‑
500mg/L，优选为1
‑
300mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；
[0018]优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Fe元素，含量为0.1
‑
300mg/L，优选为1
‑
200mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；
[0019]优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Co元素，含量为1
‑
500mg/L，优选为1
‑
300mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；
[0020]优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Ni元素，含量为1
‑
300mg/L，优选为1
‑
200mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；
[0021]优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Cd元素，含量为0.1
‑
300mg/L，优选为1
‑
200mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；
[0022]优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Cr元素，含量为0.1
‑
300mg/L，优选为1
‑
200mg/L，更优选为1
‑
100mg/L。
[0023]进一步的，步骤一中，所述还原剂为锰或者锰铁合金；
[0024]优选地，所述还原剂的质量与所述粗制硫酸锰溶液中铜元素质量之比为1/3
‑
1/2；
[0025]优选地，所述反应温度为30
‑
90℃，优选为40
‑
80℃；
[0026]优选地，所述反应时间为30
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120min，优选为60
‑
100min；
[0027]优选地，溶液pH≤5，优选为3～5。控制在上述pH条件下，一方面可以避免溶液中的锰离子形成氢氧化物沉淀，另一方面，也可以为该步骤反应生成的氯化亚铜提供稳定环境，当溶液pH超过6，则会显著降低氯离子的去除率和硫酸锰的产率。
[0028]本专利技术步骤一中，通过控制还原剂的质量与所述粗制硫酸锰溶液中铜元素质量之比，可以帮助控制溶液pH，必要时，也可以加入酸性试剂，例如硫酸进行调整。
[0029]本专利技术中，步骤一中关键是控制反应原料的用量，如果还原剂过多，则会将溶液中的铜离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸锰溶液净化除杂的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将粗制硫酸锰溶液和还原剂混合，所述还原剂为电极电势低于0.342V的金属或者合金，所述还原剂的质量与所述粗制硫酸锰溶液中铜元素质量之比为1/100
‑
2/3，反应温度≥25℃，反应时间为15
‑
240min，控制溶液pH≤6；步骤二：向步骤一反应后的溶液中加入锰单质，所述锰单质的加入质量与溶液中金属元素的质量之比为1/2
‑
20，保持温度在25
‑
90℃，溶液pH≤6，反应30
‑
240min后，进行液固分离，滤液进行蒸发结晶，得到硫酸锰。2.根据权利要求1所述硫酸锰溶液净化除杂的方法，其特征在于：步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液为钴冶炼过程中，使用P204萃取剂进行萃取后，之后使用硫酸进行反萃，得到所述粗制硫酸锰溶液。3.根据权利要求2所述硫酸锰溶液净化除杂的方法，其特征在于：步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液中Mn含量为50
‑
150g/L，优选为80
‑
120g/L，更优选为90
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110g/L；优选地，所述粗制硫酸锰溶液中Cu含量为0.1
‑
15g/L，优选为1
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12g/L，更优选为3
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10g/L；优选地，所述粗制硫酸锰溶液中Cl含量为100
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500mg/L，优选为100
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400mg/L，更优选为100
‑
300mg/L。4.根据权利要求1所述硫酸锰溶液净化除杂的方法，其特征在于：步骤一中，所述粗制硫酸锰溶液中还含有0.1
‑
1000mg/L的Co、Ni、Fe、Zn、Cd、Cr中至少一种元素。5.根据权利要求4所述硫酸锰溶液净化除杂的方法，其特征在于：所述粗制硫酸锰溶液中还含有Zn元素，含量为1
‑
500mg/L，优选为1
‑
300mg/L，更优选为1
‑
100mg/L；优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Fe元素，含量为0.1
‑
300mg/L，优选为1
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200mg/L，更优选为1
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100mg/L；优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Co元素，含量为1
‑
500mg/L，优选为1
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300mg/L，更优选为1
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100mg/L；优选地，所述粗制硫酸锰溶液中还含有Ni元素，含...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕喆，倪捷清，张伟，杜凯珑，陈财华，潘绍华，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：