[發明專利]一種電解金屬錳硫酸銨渣的兩段式煅燒處理方法

在審

• 申請號: 202010183690.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111825106A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 賈天將;宋正平;馬鵬飛;張志華;張國舉
• 申請（專利權）人: 寧夏天元錳業集團有限公司
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02;C01B17/50;C01B17/74;C22B47/00;C22B26/22;C22B1/02
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所 64102
• 代理人: 馬金紅

本發明屬于化工處理技術領域，涉及一種電解金屬錳硫酸銨渣的兩段式煅燒處理方法。該方法，包括：1.一段煅燒固硫脫氨，將硫酸銨渣與錳礦粉混合并送入550℃的回轉窯中反應，生成以硫酸錳和硫酸鎂為主的半成品，以及以氨氣和SO₂為主的混合氣體；2.二段煅燒脫硫制硫酸，將半成品送入1200℃的回轉窯中反應，生成以氧化鎂、二氧化鎂為主的固體渣以及SO₂氣體，再將SO₂氣體制成硫酸。該方法，采用干法煅燒，且通過兩段煅燒的方式，煅燒效率更高，產生的氣體、固體等均可回收利用，資源利用率高，經濟效益佳。

技術領域

本發明屬于化工處理技術領域，涉及一種電解金屬錳硫酸銨渣的兩段式煅燒處理方法。

背景技術

在電解錳的生產過程中，化合工段主要采用酸溶的形式，將錳礦石中的有效成分溶解出來，經過除雜后，再向濾液中加入氨水，調節電解液的pH值，同時生成硫酸銨與硫酸錳形成錳銨配離子，增加了電解液的導電性，并起到緩沖作用。隨著溫度的降低，電解液在靜止的過程中，飽和度會逐漸增加，并逐漸有晶體析出，而且溫度越低、析出的晶體越多；經過測定，該晶體為硫酸銨錳、硫酸銨鎂的復鹽結晶物，若將此晶體隨處排放，不僅浪費寶貴資源，而且嚴重污染自然環境。

目前，盡管電解錳企業針對硫酸銨渣已有相關的研究和處理方式，但仍然無法有效的回收和利用硫酸銨渣。具體的，通過分析國內、外關于電解錳溶液中復鹽結晶物的研究現狀，現有的針對復鹽結晶物處理方式主要有以下幾種。

(1)機械手段：使用機械對已形成的鎂結晶進行處理；此法的優點是操作簡單，但也存在諸多缺點，如，處理周期長，處理會造成設備內壁受損而變得粗糙不平，使得設備在以后的生產中更易結晶，另外，機械手段需要較大的人力和物力，結晶嚴重時甚至需要停產清理。

(2)化學沉淀法：應用與鎂形成溶解度極低的化合物，同時與錳形成相對溶解度較高的化合物作為沉淀劑進行沉鎂，再將鎂、錳分離；常用的沉淀劑有氟化物、草酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽和復合沉淀劑等。具體的過程為：(a)將復鹽結晶物溶解，采用碳化法在不同的pH范圍內將錳、鎂分離，制備成碳酸錳和碳酸鎂，壓濾后將固相碳酸錳和硫酸銨溶液返回至電解錳生產系統進行電解錳生產，碳酸鎂轉運至渣場綜合利用；(b)將復鹽結晶物溶解，再加入氟化物，利用氟化錳和氟化鎂的溶解度不同將二者分離，再將硫酸錳和硫酸銨返回電解錳生產系統進行電解錳生產。

(3)萃取法：目前，采用萃取法從復鹽結晶物溶解液中進行鎂、錳分離的研究還處于起步階段，反應條件尚未確定。如，劉洪剛等在硫酸錳溶液中用30％的P₅O₇加70％的磺化煤油作為萃取劑；在室溫下，相比O/A為3：1、pH＝0.2的條件下經五級逆流萃取，鎂的萃取率為72.06％，錳的損失為6.35％，負載有機相采用硫酸反萃，鎂的反萃率在98％以上。何賓賓等在劉洪剛的基礎上，在硫酸錳溶液中增加了硫酸銨溶液，常溫下，在硫酸銨濃度為78.00g/L、P₅O₇體積分數為30％、皂化率為20％、相比O/A為3：1的條件下，鎂的萃取率達到48.75％，錳的萃取率達到了75.00％；用硫酸對負載有機相反萃，硫酸濃度為4mol/L、相比O/A為4：1、萃取溫度為25℃的條件下，錳的反萃率為零，而鎂的反萃率為45.84％。蘇文征等用P₂0₄作萃取劑，相比萃取溫度25℃、水相初始pH＝5.5、萃取時間為20min的條件下，在氯化錳溶液中萃取鎂，經三級逆流萃取之后，錳的萃取率為81.82％，鎂的萃取率為8.7％；用鹽酸進行反萃，O/A為1：1，一級逆流萃取后錳的反萃率達到97.2％。由此可見，由于每個課題組的實驗條件和結果差距比較大，萃取法在實驗室階段尚未探索出有效的最佳條件，工業化還需要更加漫長的研究路程。

(4)重結晶法：將復鹽結晶物溶解，在不同的溫度范圍內，利用硫酸銨、硫酸錳、硫酸鎂的溶解度不同，根據相圖將硫酸鎂分離，然后將硫酸銨、硫酸錳返回電解進行電解錳生產；由此可見，對于結晶法的機理和具體除去率，研究并不透徹，仍需進一步深入探索。