【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，属于化工冶金。
技术介绍
1、锰是一种基础金属原料，在钢铁工业，建材，轻量化材料、化工、医药、新能源等领域有着广泛的应用，是促进经济社会可持续发展的基础原材料，由于钢铁生产离不开锰，使锰成为任何国家的战略资源。近年来，由于低碳发展，电池行业迅速扩张，且该行业没有锰的可行替代品，导致对锰的需求日益增加，因此从含锰盐溶液中回收锰具有广阔的应用前景。
2、含锰盐溶液来源复杂，种类多样，近年来，人们从不同溶液中回收锰进行了很多研究，也催生出很多回收方法，萃取-沉淀法因选择性好、生产成本低、产品纯度高、萃取剂可循环使用、无污染、经济环保和高效能等优点，可作为回收锰优选方法。本专利技术所述含锰盐溶液主要包括两种：含钒的盐溶液和不含钒的盐溶液。
3、含钒的盐溶液主要来源于钒钛磁铁矿提钒过程中，由于钒钛磁铁矿中不仅含有钒，还含有大量锰，这部分锰经过焙烧、浸出等工序后与钒共存于沉钒合格液中，之后在沉淀工序与钒分离，因此钒沉淀过程中不可避免地会产生高锰含钒废水，生产中大多采用石灰石沉淀其金属离子，导致锰资源被严重浪费。
4、不含钒的盐溶液主要来源于锰矿浸出，但浸出液中含有大量铁，镁，钙等杂质离子，若制备高纯锰产品，必须进行除杂处理，但目前除杂制备过程冗长复杂，且效率低，回收高纯锰依旧面临着挑战。
5、专利cn102070198a公开了一种铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法，它采用中和法调剂ph值至5～6将溶液中的三价铁水解为氢氧化
6、专利cn109706316a公开了一种从沉钒母液中回收有价金属的方法，采用溶剂萃取法回收钒，碳酸盐法分别选择沉淀锰和镁，该方法虽然能有效回收有价金属，但在萃取过程中p204萃取除杂效果较差，且用硫酸反萃含钒有机相，会使富钒液中锰离子杂质含量过高，影响v2o5的纯度。还原步骤加入亚硫酸钠，会引入钠离子杂质，对后续产品纯度造成影响。加入碳酸盐沉淀锰和镁后的沉镁液虽然杂质离子含量低，但ph较高，无法直接返回浸出，多次调节ph不仅增加生产成本，而且工艺流程冗长，在实际生产中也会大大降低生产效率，从而阻碍其工业化发展。
7、专利cn115478178a公开了一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中高效提取钒和锰的方法，包括如下步骤：(1)将钒渣钙化焙烧熟料放入萃锰余水中，加入稀硫酸得到酸浸出液，酸浸出液加入铵盐得到沉钒母液，将沉钒母液的ph调到2.0～3.0得到萃钒原液；(2)萃取萃钒原液中的钒酸根阴离子，得到萃钒余水；(3)将萃钒余水ph调到4.5～5.0得到萃锰原液；(4)逆流萃取萃锰原液中的锰离子，得到萃锰余水；(5)循环步骤(1)～(4)分离提取其中的钒和锰，直到萃锰余水中的镁离子浓度达到25g/l，采用石灰中和沉淀萃锰余水中的镁离子，中和后水返回作为钒渣钙化焙烧熟料的酸浸出液的水源。该专利技术虽然无废水产生，但是采用两种萃取剂，经过多次循环后，两种萃取剂不可避免相互夹带，影响萃取效果，且过程需要不断调节ph，不仅会增加产生成本，而且工序冗长，过程复杂，不利于产业化的实施。
8、专利cn114381619a公开了一种制备高纯四氧化三锰和高纯氧化镁的方法，所述方法包括如下步骤，(1)锰矿石经浸出制备含锰溶液；(2)进行除杂处理；(3)净化液中的锰和镁通过萃取进行分离，锰进入有机相，镁留在萃余液；(4)使用碱液对负载有机相进行反萃，得到再生有机相和反萃液；(5)过滤反萃液得到硫酸锰，经烘干得到高纯硫酸锰产品；(6)萃余液添加氨水进行沉淀，得到氢氧化镁和硫酸铵溶液，将氢氧化镁洗涤后煅烧得到高纯氧化镁产品；(7)硫酸铵溶液经蒸发得到硫酸铵产品。此专利使用碱反萃实现了高纯四氧化三锰的高效制备，并实现了镁的高附加值利用，但碱性反萃液返回浸出锰矿石时，需要补加硫酸溶液调节ph，导致工序冗长复杂，且沉淀镁后的硫酸铵溶液不能直接循环使用，蒸发结晶增大能源消耗与成本，并造成部分水资源的浪费和硫酸铵的贬值。
9、专利cn115725866a公开了一种从废富锂锰基正极材料中优先回收锰的方法，所述方法包括：步骤1)焙烧浸出，将废富锂锰基正极材料与硫酸铵混合后进行低温焙烧，将焙烧产物用水浸出后进行固液分离，得到焙烧浸出液；步骤2)络合分锰，向步骤1)得到的焙烧浸出液中加入亚硫酸铵，进行络合反应，得到富锰渣；步骤3)氧化浸出，向步骤2)得到的富锰渣中加入氧化剂进行氧化浸出，并调节溶液ph，得到氧化浸出液；步骤4)萃取反萃，对步骤3)得到的氧化浸出液进行锰的多级萃取，得到锰负载有机相与萃余液；对所述锰负载有机相进行反萃，得到硫酸锰溶液。此专利技术虽可以有效降低萃取过程中锂、镍和钴对锰萃取的负面影响，但含锰的浸出液需要经过络合分锰-氧化浸出-萃取-反萃等流程，且反应过程需要加入氧化剂和调节ph，导致流程复杂，工业化难度大，而且对其他金属离子并未提出具体回收方法的方法。
10、综上，现有技术中如何经济有效地从含锰盐溶液中回收金属元素依旧面临着回收成本高，流程复杂，锰很少被关注为合格产品等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法。
2、为达到本专利技术的目的，所述从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法包括：
3、针对含钒的含锰盐溶液，采用工艺路线-1；针对不含钒的含锰盐溶液，采用工艺路线-2；所述含钒的含锰盐溶液中钒含量0.2wt.％以上；
4、所述工艺路线-1包括：
5、a1.向含锰盐溶液中加入萃取剂，混合萃取得到负载金属的有机相和萃余液；
6、b1.将步骤a1中负载金属的有机相与反萃剂1进行混合，反萃分相得到含锰反萃液和负载钒有机相；
7、c1.锰产品的制备：
8、制备碳酸锰：向b1步骤含锰反萃液中加入锰沉淀剂，并将ph调至6.0～8.5，搅拌反应后陈化、固液分离得到碳酸锰固体和沉锰上清液；
9、制备硫酸锰铵：将b1步骤含锰反萃液置于-10℃～15℃下进行结晶，结晶结束后静置陈化并趁冷过滤，得到硫酸锰铵和沉锰上清液，低温烘干得到硫酸锰铵；
10、向b1步骤负载钒有机相与反萃剂混合，反萃分相得到含钒反萃液和贫有机相；
11、所述工艺路线-2包括：
12、a2.向含锰盐溶液中加入萃取剂，混合萃取得到负载金属的有机相和萃余液；
13、b2.将步骤a2中负载金属的有机相与低浓度硫酸铵溶液混合，反萃分相得到含镁、钙的硫酸铵溶液和负载锰的有机相；
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【技术保护点】
1.从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，所述含锰盐溶液包括钙法提钒后沉钒母液、钙法焙烧浸出液萃取后含锰萃余液、锰矿的浸出液或石煤和锰矿的共浸液中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，A1、A2步骤所述萃取剂包括有机磷系萃取剂、有机膦系萃取剂、有机磺酸系萃取剂、有机羧酸系萃取剂、叔碳酸类萃取剂中的至少一种；优选所述萃取剂包括二(2-乙基己基)磷酸酯、2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯、二(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸、2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯、N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸、N,N-N-正己胺二亚甲基苯基膦酸、甲苯磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，B1步骤的反萃剂1为高浓度硫酸铵溶液，或含钒的硫酸铵+硫酸复合溶液；
...【技术特征摘要】
1.从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，所述含锰盐溶液包括钙法提钒后沉钒母液、钙法焙烧浸出液萃取后含锰萃余液、锰矿的浸出液或石煤和锰矿的共浸液中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，a1、a2步骤所述萃取剂包括有机磷系萃取剂、有机膦系萃取剂、有机磺酸系萃取剂、有机羧酸系萃取剂、叔碳酸类萃取剂中的至少一种；优选所述萃取剂包括二(2-乙基己基)磷酸酯、2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯、二(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸、2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯、n,n-n-正辛胺二亚甲基苯基膦酸、n,n-n-正己胺二亚甲基苯基膦酸、甲苯磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，b1步骤的反萃剂1为高浓度硫酸铵溶液，或含钒的硫酸铵+硫酸复合溶液；
5.根据权利要求1或2所述的从含锰盐溶液中高效分离金属元素的方法，其特征在于，b2的低浓度硫酸铵浓度为5～15wt.％，负载金属的有机相与低浓度硫酸铵溶液的体积比为1：8～8:1，反萃的时间为10～60min，反萃的搅拌强度为50～3000ppm，反萃的温度20～70℃，优选负载金属的有机相与低浓度硫酸铵溶液的体积比为1:3～2:1。
6.根据权利要求4所述的从...
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