[發明專利]一種從電解錳陽極泥中回收錳和鉛的方法

無效

• 申請號: 200910044527.3
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101693952A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 沈慧庭;黃曉燕;覃華
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/06;C22B13/00;C22B47/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及電解錳渣處理方法，尤其是從電解錳陽極泥中回收錳和鉛的方法。

背景技術

電解錳陽極泥是電解金屬錳生產過程中產生的廢渣，主要成份是錳，鉛含量也較高，是可再利用的寶貴二次資源。但是，電解錳陽極泥的礦物組成與結構復雜，其中的鉛與錳的水合氧化物共生關系十分密切，大多數氧化錳呈膠狀和膠狀環帶構造成，晶形發育不完善，采用機械分選方法不能提純錳及回收鉛。目前，除極少量的陽極泥被用作化肥原料和水泥調凝劑外，大多堆棄，或者作為錳系合金原料，簡單地直接使用。前者造成資源浪費，大大降低了企業經濟效益，而且占用土地，導致重金屬污染，后者造成鉛揮發，每噸陽極泥將揮發鉛金屬近50公斤，不僅浪費了鉛資源，更重要的是嚴重污染環境。

針對電解錳陽極泥等含錳廢料，已報道的處理方法主要有以下幾種：(1)煅燒氧化法(中國錳業，2007，8(3)：14《電解金屬錳陽極泥回收制備化學二氧化錳工藝研究》)：用含錳廢料與氫氧化鈉進行煅燒氧化，再使用甲醛作為還原劑進行還原生產化學二氧化錳。該方法原理上可提純錳，使錳與其它成分物質分離，有利于各有效成分的回收利用，但NaOH的用量很大，成本較高，且氫氧化鈉在高溫下煅燒易出現燒結現象，不適用于實際生產。(2)焙燒-酸浸-氧化法(吉林大學學報(自然科學版)，2007，9(5)107《錳陽極泥焙燒酸浸氧化法制備化學二氧化錳.》)：該方法就是首先在高溫下焙燒含錳廢料，使其中的MnO₂轉化為Mn₂O₃，然后用硫酸浸取，使焙燒產物歧化轉變為Mn²⁺，最后用氯酸鈉氧化歧化液得到活性二氧化錳。但該方法焙燒過程的條件較難控制，二氧化錳的轉化率較低，焙燒后經酸浸的濾渣中含錳較高，致使最終產品的錳回收率較低，未能實現錳與其它成分的分離，鉛沒有綜合回收，造成污染與浪費，且焙燒過程能耗大，成本較高。(3)高溫焙燒除雜(礦冶，2005，14(3)：75《錳陽極泥的工藝礦物學及雜質的脫除研究》)：采用還原揮發的方法將Pb、Sn、S脫出。試驗使用回轉窯，將物料及適量焦炭混合后置于耐火罐內，到達試驗溫度后將料罐推入至爐管中心的高溫區(1050～1100℃)進行還原，持續時間為1h。爐管內徑75mm，轉速5r/min，料罐外徑70mm，通氣孔直徑約16mm。還原劑(焦炭)的加入量以能使料罐內保持弱還原氣氛為宜，一般占料量的10％即可；經還原除雜后可使重要雜質降至進一步冶煉金屬錳及其合金所要求的范圍內，而Mn品位提高到70％左右。該工藝研究有效地去除了大部分的Pb、Sn等雜質，很大程度上提高了錳的品位，但鉛直接揮發，不能有效回收利用，嚴重污染環境；高溫煅燒錳的產物為Mn₃O₄(黑錳礦)，作為原料在工業中應用較困難。(4)還原焙燒-酸浸(1997，11(2)125《錳陽極泥制取碳酸錳的研究》)：采用褐煤粉作為還原劑，還原焙燒含錳廢料，還原焙燒粉用硫酸浸出，浸出液經除雜后制備工業碳酸錳，浸錳后的濾渣含鉛、銀，配入硫化鉛精礦后進行火法熔煉，制成粗鉛(含銀)。焙燒溫度為750℃，焙燒8h，四價錳轉化為二價錳的轉化率達90％以上，經硫酸浸出除雜后，復分解反應制取碳酸錳，整個工藝錳的回收率≥80％。但是該工藝焙燒時間太長，焙燒工藝能耗大，生產效率太低。(5)直接還原酸浸(電池，1995，10(5)：218《氧化錳礦酸浸新方法》)：有研究者針對陸相氧化錳礦粉及電解金屬錳生產過程中產生的含錳廢料進行了一系列的室溫酸浸試驗，發現以雙氧水作為還原劑，用硫酸能快速有效的浸出Mn²⁺。浸取陸相氧化錳泥試驗結果顯示，酸礦比為0.55∶1，H₂O₂(30％)與礦粉比為1.47∶1時，只需浸出30min就可以完成錳的浸出，錳的浸出率大于90％；含錳廢料的浸出結果所得的浸出率高達98.58％，反應比前者更激烈，達到平衡的速度更快；所得浸出濾液經除雜可用于生產電解MnO₂、電解金屬錳或其他錳鹽。該方法有效地回收了錳，與其它工藝比較反應時間短得多，提高了生產效率；浸出過程中未引入其它雜質，廢氣、廢渣大為減少；且該工藝生產在室溫條件進行，不需加熱，能節省能源與投資。但是一方面雙氧水用量過大，價格高昂，生產成本較高；另一方面，高濃度的雙氧水揮發性、腐蝕性都很強，對人體危害大，生產操作及貯存均比較困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單易行、還原浸出劑價格低廉、來源廣泛的從電解錳陽極泥中回收錳和鉛的方法。