[發明專利]一種電解錳的生產方法

在審

• 申請號: 202011439915.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112553481A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 鐘宏;王啟任;王帥;狄家康;曹占芳;馬鑫
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B47/00
• 分類號: C22B47/00;C25C1/10;C01F5/40;C01C1/242
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 曲超

1.一種電解錳的生產方法，其特征在于，包括浸出、除雜、萃取、反萃、電解及氨氮和鎂回收的工序，具體為：

S1、浸出：使用酸性溶液對錳礦石進行連續浸出得到浸出液和浸出渣，固液分離；所述浸出液中不含氮元素；

S2、除雜：向步驟S1中的所述浸出液中加入氧化劑氧化低價鐵，然后加入堿，調節所述浸出液pH至4～6，沉淀所述浸出液中的鐵鋁，接著加入SDD去除所述浸出液中的重金屬雜質，過濾，得到沉淀和凈化液；所述堿不包括或不生成含氮元素的離子；

S3、萃取：采用有機相協同萃取步驟S2中所述凈化液中的錳，得到負載有機相和萃余液，使用所述凈化液對所述負載有機相進行洗滌，脫除所述負載有機相中的雜質鎂，得到富含錳負載有機相和洗滌液，所述洗滌液返回所述凈化液中進行循環，所述萃余液返回所述步驟S1中用于浸出錳礦石；

S4、反萃：使用硫酸溶液對步驟S3中富含錳負載有機相進行反萃得到硫酸錳溶液和再生有機相，分離硫酸錳溶液和再生有機相，再生有機相返回步驟S3中進行循環使用；

S5、電解：向步驟S4所得硫酸錳溶液中加入氨水調節pH至7，加入添加劑二氧化硒，進行電解得到電解錳和電解液，所述電解錳放入鈍化液中進行鈍化得到電解錳產品，所述電解液返回所述步驟S4中用于反萃；

S6、氨氮和鎂回收：所述電解液循環至銨離子濃度為20～60g/L、鎂離子濃度為20～35g/L時，形成高鎂銨電解液，開路收集高鎂銨電解液，采用有機相和/或再生有機相萃取高鎂銨電解液中的錳，然后采用蒸發系統對經萃取錳后的高鎂銨電解液進行壓縮析出結晶；接著分離結晶和溶液，在分離后所得溶液中添加可溶性磷酸鹽得到磷酸銨鎂鹽產品。

2.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S2中，所述氧化劑為二氧化錳和/或雙氧水，所述堿為碳酸錳礦石、碳酸錳、碳酸鎂、氧化鈣、一氧化錳、氧化鎂、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種，所述凈化液pH為1～7。

3.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，所述步驟S3中所述有機相由萃取劑和有機稀釋劑組成，所述萃取劑為辛癸酸、N-羥乙基新癸酰胺、二(2-乙基己基)磷酸酯、2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯、雙-(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸中的至少一種；所述有機稀釋劑為磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油、Escaid110、C₈～C₁₃的高碳醇中的至少一種；所述萃取劑的濃度為50～500g/L。

4.根據權利要求3所述的電解錳的生產方法，其特征在于，所述萃取劑為皂化的萃取劑，皂化率為5％～50％；采用的皂化劑為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液、氫氧化鎂懸浮物中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S1中，所述酸性溶液為硫酸和/或步驟S3中所得萃余液，浸出過程控制液固比為1.2～4:1；所述硫酸使用量為188～425kg/t原礦；浸出終點pH為1～3。

6.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S3中，所述萃取為多級逆流萃取，所述逆流萃取級數為2～10級，逆流萃取時控制所述有機相與水相的體積比O:A為1～6:1。

7.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S4中，所述反萃為多級逆流反萃，所述逆流反萃級數為2～10級，逆流萃取時控制所述有機相與水相的體積比O:A為5～10:1。

8.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S4中，所述硫酸溶液中硫酸濃度為0.5～4mol/L。

9.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S5中，所述電解液中的硫酸銨濃度為90～150g/L，錳離子濃度為15～40g/L，pH為6.5～8.5，電解溫度為38～44℃，電流密度為350～400A/m²。

10.根據權利要求1所述的電解錳的生產方法，其特征在于，步驟S6中，經蒸發系統處理后的高鎂銨電解液中pH為4～5，磷的濃度與氮的濃度比為2～2.5:1。