[發明專利]電解二氧化錳的生產方法

有效

• 申請號: 201310129267.6
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103205772A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 陳奇志;賈艷樺;史磊;王紹立;陸超;方皓;黃盛武;陸賓;韋舉良;曾德超
• 申請（專利權）人: 廣西有色金屬集團匯元錳業有限公司
• 主分類號: C25B1/21
• 分類號: C25B1/21
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術領域

本發明涉及一種電解二氧化錳的生產方法，特別涉及一種以低品位氧化錳礦為原料生產電解金屬錳的方法。

背景技術

電解金屬錳廣泛應用于冶金、醫學、電子、通訊等領域。隨著科技的發展，電解錳的應用不斷擴大，市場需求量年增長15%左右。我國電解錳年產能力可達80萬噸，占世界總產量的80%。多年來，我國電解錳大部分用于出口，主要出口日本、韓國、歐美等國家。電解金屬錳是用錳礦石經酸浸出獲得錳鹽，再送電解槽電解析出的單質金屬，電解錳的純度很高，含錳量大于99.7%以上，因而主要在航空工業、冶金和有色金屬冶煉時使用。

目前電解金屬錳生產普遍采用碳酸錳礦作為原料,存在能源消耗多、生產成本高、環境污染大等問題，目前，碳酸錳礦資源越來越少，以靠使用碳酸錳礦資源生產的企業面臨巨大的礦源稀缺和高成本問題。氧化錳礦還原浸出工藝一直是國內外錳礦加工的重要研究內容，根據流程的不同，可以歸納為兩大類：還原焙燒-酸浸法和直接還原浸出法（濕法還原）。直接還原浸出法因避免了高溫焙燒程序，簡化了工藝，成為氧化錳礦還原的重要研究方向。但是，由于大規模工業化生產的需求，直接還原浸出法仍然存在一定的局限性，得到的浸渣難以處理，所以還原焙燒法也一直受到研究者的青睞，并有了新的研究進展。隨鋼鐵工業的發展，錳行業也在蓬勃發展，從中低品位錳礦中提取錳的工藝技術也越來越豐富多樣，如H₂O₂浸出法，草酸浸出法，葡萄糖浸出法，米糠浸出法等。但是，這些方法都存在一定的缺陷，沒有得到實際的工業應用。因此必須開發新型、高效、低廉的還原浸取技術的發展，為低品位氧化錳礦資源充分利用及電解錳原料的替代開辟新的技術途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電解二氧化錳的生產方法，能以低品位氧化錳礦為原料，制取一氧化錳礦粉替代現有的碳酸錳礦作為電解金屬錳及電解二氧化錳的替代原料。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種電解二氧化錳的生產方法，包括如下步驟：a）將氧化錳礦粉和煤炭混勻烘干后通過上料刮板機和自動布料機輸送到豎直放置的還原爐的頂部進料口，所述氧化錳礦粉和煤炭在還原爐的還原管內自上向下運動；b)將煤氣經設置在還原爐下方的熱媒氣燒嘴噴射燃燒，燃燒產生的高溫煙氣在還原爐的爐腔內旋轉上升，在燃燒區間，燃燒溫度控制在700～900℃范圍內；c）還原后的高溫一氧化錳通過還原爐下部的冷卻水箱冷卻后經出料刮板機出料，制得成品一氧化錳礦粉；d）將一氧化錳礦粉與硫酸同時加入到浸出化合槽中，加熱在90～95℃下進行浸出化合反應4-6小時，經固液分離得粗制硫酸錳溶液；e）對所述粗制硫酸錳溶液進行凈化除雜，將凈化后的硫酸錳溶液經板式換熱器加熱到90～100℃后進入高位槽，同時加入制備好的懸浮劑和發泡劑，通過管道供至各個電解槽，電解條件為：電解液溫度為100～103℃，陽極電流密度為80～85A/m²，槽電壓為2.2～3.5V，電解周期為12～20天，電解后得到電解二氧化錳。

進一步地，所述步驟a)中氧化錳礦粉和煤炭在回轉窯混勻烘干，所述步驟b)中產生的尾氣回收用于加熱回轉窯。

進一步地，所述熱媒氣燒嘴的數目為多個，所述多個熱媒氣燒嘴在還原爐的下部沿圓周等間隔分布，所述多個熱媒氣燒嘴輪流噴射煤氣形成螺旋煙氣，所述多個熱媒氣燒嘴的煤氣噴射量和自動布料機的落料量呈正比。

進一步地，所述熱媒氣燒嘴和煤氣發生爐相連，所述熱媒氣燒嘴為矩形噴嘴，所述矩形噴嘴沿垂直方向開設有矩形槽，所述熱媒氣燒嘴后側設有手動對夾式蝶閥，前側設有球面硬密封蝶閥。

進一步地，所述還原爐內設有螺旋式還原管，所述冷卻水箱內設有螺旋式冷卻管，所述螺旋式還原管和螺旋式冷卻管的直徑相一致，所述螺旋式還原管和螺旋式冷卻管的管內徑為200～400mm。

進一步地，所述步驟a）中氧化錳礦粉的錳的重量百分含量為16%～22%，所述氧化錳礦粉和煤炭混勻烘干后的水分百分含量為0%～10%。

進一步地，所述氧化錳礦粉和煤炭先經鄂式破碎機形成粒度為250～350mm的混合粉，然后經反擊式破碎機形成粒度為100～250mm的混合粉后送進回轉窯；所述回轉窯中出來的混合粉經過中間倉進料口的棒條篩、出料口的固定格篩和自動布料機上的振動篩篩選形成粒度為20～100mm的混合粉輸送到還原爐內。