[發明專利]一種綜合回收電解錳陽極泥中錳和鉛的方法

有效

• 申請號: 201610099124.9
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105506294B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 沈裕軍;周韞;鄭鐵錚;蔡云卓;鐘山;劉強;彭俊
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B47/00;C22B13/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 楊斌

技術領域

本發明涉及冶煉廢渣的資源化利用，具體涉及一種從電錳陽極泥中綜合回收錳和鉛的方法。

背景技術

電解錳陽極泥是電解金屬錳生產過程中由于部分Mn和鉛合金陽極被氧化而產生的廢渣，主要含有Mn、Pb、S及少量Si、Ca、Mg、Al等元素，因其組成復雜，回收利用難度大。目前，除極少量的陽極泥被用作化肥原料和水泥調凝劑外，有的堆棄，有的用作生產硫酸錳的原料，有的作為錳系合金原料簡單地直接使用。現有的這些回收方法要么造成資源浪費，導致重金屬污染，要么鉛未能得到綜合回收或者造成鉛揮發，不僅浪費了鉛資源，而且嚴重污染環境。因此，開發清潔高效的電解錳陽極資源化利用具有十分重要的意義。

目前，已見報道的電解錳陽極泥的處理方法主要有：

(1)焙燒-浸出法【環境工程2013年第31卷增刊，457《電解錳陽極泥特性及除鉛初步研究》】：該方法是將錳陽極泥濕磨除去可溶物之后于700℃下進行焙燒，然后用自制的浸取液除鉛得到Mn₂O₃，錳的收率為75％-85％。該方法不足之處主要是錳的收率較低，且沒有對鉛進行回收。

(2)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，有利于各有效成分的回收利用，但NaOH的用量很大，還用到甲醛作為還原劑，成本較高，不適用于實際生產。

(3)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，工序復雜，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。

(4)還原焙燒-酸浸法【廣東有色金屬學報1997，11(2)125《鋅陽極泥制取碳酸錳的研究》】：用褐煤粉作為還原劑進行還原焙燒含錳廢料，然后用用硫酸浸出，浸出液經除雜后制備工業碳酸錳，浸出渣含鉛、銀，配入硫化鉛精礦后進行火法熔煉，得到粗鉛(含銀)。焙燒溫度為750℃，焙燒8h，焙燒渣再經硫酸浸出除雜后，制取碳酸錳，整個工藝錳的回收率在80％以上，但是該工藝需進行二次焙燒/熔煉，焙燒時間太長，能耗大，生產效率太低。

(5)高溫焙燒法【礦冶，2005，14(3)：75《錳陽極泥的工藝礦物學及雜質的脫除研究》】：該研究采用還原揮發的方法將Pb、Sn、S等脫出。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)的加入量一般占料量的10％；經還原除雜后可使主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，但難以實現工業生產，且鉛直接揮發，不能有效回收利用，嚴重污染環境。

(6)CN20141005465.3號中國專利公開了一種用電解錳陽極泥制備硫酸錳電解液并回收鉛的方法：該法以電解錳陽極泥、硫含量≥45％的硫鐵礦選礦精礦和濃硫酸為原料，通過還原浸出、除雜、過濾，得到硫酸錳電解液；再以浸出渣、經加工處理硫含量≥45％的硫鐵礦選礦精礦、鹽酸和硝酸為原料，通過還原浸出、除雜得到鉛精礦。該方法工藝復雜，處理過程中要使用濃硫酸、氨水、硝酸、鹽酸等多種酸，作業環境較差，難以實際應用。

(7)還原-浸出法【中南大學化學化工學院碩士論文.2012《亞硫酸浸出電解錳陽極泥》】：該論文分別采用了兩礦一步法，亞硫酸浸出法處理電解錳陽極泥，分離錳、鉛、硒，亞硫酸浸出，錳浸出率在90％以上，硒的浸出率在80％以上，濾渣含鉛在20％左右，對其進行中試，濾渣的鉛含量在15％-18％。但兩礦法因成分復雜，難以回收利用硒、鉛，亞硫酸浸出SO₂的利用率較低，且SO₂是一種對環境污染較重的原料，大量加入的過程中不能保證充分反應，會造成新的污染。