[發(fā)明專利]一種以含錳廢渣和廢水為原料制備碳酸錳的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910040863.0
• 申請(qǐng)日: 2009-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101585554A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒永;何樹(shù)杰;黃桐堃;劉現(xiàn)可;楊少凡;劉新偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C01G45/00
• 分類號(hào): C01G45/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊曉松;付 曄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別涉及一種以含錳廢渣和廢水為原料制備碳酸錳的方法。

背景技術(shù)

在茴香醛的生產(chǎn)過(guò)程中，以天然二氧化錳(軟錳礦)為氧化劑，通常會(huì)產(chǎn)生大量的含錳廢渣和廢水，其中含錳廢渣含有20～40％質(zhì)量的二氧化錳，含錳廢水含有10％質(zhì)量左右的硫酸和50～60g/L的二價(jià)錳。據(jù)估計(jì)，一個(gè)年產(chǎn)100噸茴香醛的工廠，每年產(chǎn)生的廢渣和廢水中，含錳量高達(dá)160噸。如果不經(jīng)處理就直接排放這些含錳廢渣和廢水，不僅極大地浪費(fèi)了寶貴的礦產(chǎn)資源，還將嚴(yán)重污染環(huán)境。在對(duì)苯二酚的生產(chǎn)中也采用類似的工藝，同樣會(huì)產(chǎn)生大量含錳廢渣和廢水，需要進(jìn)行妥善處理和回收利用。因此，回收利用含錳廢渣和廢水，不僅可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)減少環(huán)境污染，充分利用礦產(chǎn)資源有十分積極的意義。

碳酸錳的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以用于生產(chǎn)電子工業(yè)用軟磁鐵氧體、錳鋁合金和錳硅合金、肥料和飼料添加劑、瓷釉顏料、清漆催化劑等。碳酸錳一般以電解錳或硫酸錳、碳酸氫銨等為原料制取。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種廢物利用、降低污染和排放、環(huán)境友好、成本低、工藝簡(jiǎn)單的以含錳廢渣和廢水為原料制備碳酸錳的方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種以含錳廢渣和廢水為原料制備碳酸錳的方法，包括下述步驟：

(1)將1000質(zhì)量份的含錳廢水和50質(zhì)量份的含錳廢渣放入反應(yīng)器中，攪拌下加入15～32質(zhì)量份的草酸，在75～90℃下反應(yīng)15～30分鐘，然后過(guò)濾得到濾液；

(2)在步驟1得到的濾液中加入5～10質(zhì)量份的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，即過(guò)氧過(guò)氫的質(zhì)量占過(guò)氧化氫溶液總質(zhì)量的30％)，同時(shí)加入110～125質(zhì)量份的氨水溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％)中和至反應(yīng)體系的pH值為5.0～7.0；在30～60℃下反應(yīng)25～35分鐘，過(guò)濾得到濾液；

(3)將步驟2得到的濾液加熱至55～65℃，加入3～5質(zhì)量份的硫化銨溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％)，同時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為6.0～6.5，在60～65℃下反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾得到濾液；

(4)在步驟3得到的濾液中加入30～60質(zhì)量份的硫酸銨，加熱至固體完全溶解，濃縮、結(jié)晶，得到硫酸錳銨晶體；

(5)將硫酸錳銨晶體用水溶解后，加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～20％的碳酸氫銨溶液中，在10～60℃下攪拌25～35分鐘，過(guò)濾后分別得到濾餅和濾液；濾液濃縮得到硫酸銨，用水洗滌濾餅并烘干得到碳酸錳。

步驟1中，所述含錳廢渣含有20～40％質(zhì)量的二氧化錳，含錳廢水含有10％質(zhì)量左右的硫酸和50～60g/L的二價(jià)錳。

步驟1中，草酸用量?jī)?yōu)選為20～28質(zhì)量份，更優(yōu)選為24質(zhì)量份；溫度優(yōu)選為80℃；時(shí)間優(yōu)選為20分鐘。

步驟2中，所述過(guò)氧化氫用量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量份；氨水用量?jī)?yōu)選為110～120質(zhì)量份，更優(yōu)選為115質(zhì)量份；pH值優(yōu)選為5.0～6.0，更優(yōu)選為5.5；溫度優(yōu)選為40℃。

步驟3中，所述硫化銨用量?jī)?yōu)選為4質(zhì)量份；溫度優(yōu)選為60℃。

步驟4中，所述硫酸銨用量?jī)?yōu)選為30～40質(zhì)量份，更優(yōu)選為34質(zhì)量份。

步驟5中，硫酸錳銨與水的質(zhì)量比為1∶2～10，優(yōu)選為1∶4；硫酸錳銨與碳酸氫銨的摩爾比為1∶2～4，優(yōu)選為1∶2；碳酸氫銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為10％。

步驟5中，反應(yīng)溫度優(yōu)選為25℃；所述濾餅用20～50℃水洗滌3次以上，然后在70～80℃下烘干得到碳酸錳；洗滌水的溫度優(yōu)選為40℃。

在步驟2中加入過(guò)氧化氫可以把濾液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，將反應(yīng)體系的pH值控制在5.0～7.0，既使Fe³⁺、Al³⁺形成氫氧化物沉淀完全，又可以防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀。在步驟3中加入硫化銨可以使廢水廢渣中的重金屬離子形成硫化物而沉淀分離，將反應(yīng)體系的pH值控制在6.0～6.5，可以防止Mn²⁺形成MnS沉淀。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)本發(fā)明充分回收利用化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含錳廢渣廢水資源，變廢為寶，減少了排放和環(huán)境污染。

(2)本發(fā)明創(chuàng)造性的從含錳廢水廢渣中制備得到高純度的硫酸錳銨，并進(jìn)一步得到碳酸錳，工藝過(guò)程簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量好，成本低，回收率高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1