[發明專利]利用廢錳酸鋰凈化制酸尾氣并回收錳鋰的方法

有效

• 申請號: 201610315800.1
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN106006750B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王大輝;陳懷敬
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C01G45/12
• 分類號: C01G45/12;B01D53/86;B01D53/50
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及利用廢錳酸鋰凈化制酸尾氣并回收錳鋰的技術。

背景技術

硫酸廣泛用于化肥工業、冶金工業、石油工業、機械工業、醫藥工業、洗滌劑的生產、軍事工業、原子能工業和航天工業等。但硫酸工業也是高污染性的化工行業，硫酸生產過程中產生的尾氣中含有二氧化硫、硫酸霧。硫酸工業的制酸尾氣每年向大氣排放大量的二氧化硫等氣體污染物，嚴重污染了環境。我國于2010年12月30日發布了《硫酸工業污染物排放標準》(GB26132-2010)，對制酸尾氣的排放有明確的要求，即：2013年以后所有新建和已有的硫酸生產企業排放的制酸尾氣中二氧化硫的含量必須低于400mg/m³，硫酸霧必須低于30 mg/m³。而當前硫酸工業經兩轉兩吸生產流程排出的尾氣中SO₂的含量一般在600~1400 mg/m³左右，不能直接向大氣排放。

制酸尾氣要經過除去硫酸霧并使SO₂的含量達到標準后才能放空。已公開報到制酸尾氣治理的方法有：碳酸鈉吸收法、氫氧化鈉吸收法、石灰吸收法、氧化鎂吸收法、氨吸收法、氨-硫酸銨法、氨-亞硫酸銨法、氨-硫酸氫銨法、亞硫酸-亞硫酸氫鉀法、過二硫酸轉化法、堿性硫酸鋁溶液吸收法、檸檬酸鈉法、離子交換樹脂吸附法、活性炭吸附并轉化法等。其中，碳酸鈉吸收方法對制酸尾氣中SO₂的吸收率較高并獲得亞硫酸鈉產品，但亞硫酸鈉銷路有限，且吸收過程中還需要不斷加入阻氧化劑阻止亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，當碳酸鈉的價格比亞硫酸鈉高時，此法就不經濟。石灰吸收方法采用石灰水或石灰乳洗滌制酸尾氣，該方法技術成熟，生產成本低，但SO₂吸收速率慢、吸收能力小，生成的CaSO₃和CaSO₄容易堵塞管道和設備，此外該法產生大量的廢渣，這些廢渣給環境造成嚴重的二次污染。氨吸收法采用液氨或氨水作為吸收劑，吸收效率高、脫硫徹底，但氨易揮發，吸收劑的消耗量大，另外氨的來源受地域的限制較大。氫氧化鈉吸收法是使用氫氧化鈉治理制酸尾氣，SO₂吸收能力大、吸收速率快、效率高，但最大的問題是原料氫氧化鈉較貴，制酸尾氣治理的成本高。此外，其它制酸尾氣治理方法都普遍存在幾個共性的問題:1)所用原料價格高，投資較大，操作維護成本較高；2)制酸尾氣治理后獲得的副產品附加值低。

鋰離子電池是20世紀90年代迅速發展起來的新一代二次電池，廣泛用于小型便攜式電子通訊產品和電動交通工具。錳酸鋰(LiMn₂O₄)正極材料由于具有價格低、電位高、環境友好、安全性能高等優點，已經部分取代鈷酸鋰在小型鋰電池正極材料和鋰離子動力電池領域得到廣泛的應用。由于鋰離子電池的使用壽命一般為2-3年，因此，報廢鋰離子電池帶來的環境污染和資源再利用問題日益受到重視。