[發(fā)明專利]一種利用電解錳廢渣回收錳、硫酸和氨水的自循環(huán)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210293088.5
• 申請(qǐng)日: 2022-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN114538804B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙博超;潘涔軒;朱克松;王雪婷;宋丹娜;苑喜男;羅岷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C04B7/14
• 分類號(hào): C04B7/14;C01C1/02;C01G45/10;C01B17/74;C25C1/10
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發(fā)明涉及工業(yè)廢物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用電解錳廢渣回收錳、硫酸和氨水的自循環(huán)方法。包括：步驟1：使用化漿液和洗滌液對(duì)電解錳渣進(jìn)行預(yù)處理，固液分離，得到濾液一和脫水錳渣；步驟2：向?yàn)V液一中加入沉淀劑，反應(yīng)后固液分離，得到濾液二和沉淀一，濾液二回用于步驟1；步驟3：向步驟2得到的沉淀一中加入硫酸溶液，反應(yīng)后固液分離得到硫酸錳溶液和沉淀二；步驟4：對(duì)沉淀二進(jìn)行焙燒，回收焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣，制備硫酸產(chǎn)品，制得的硫酸產(chǎn)品回用于步驟3，焙燒產(chǎn)物作為沉淀劑回用于步驟2。本發(fā)明氨、錳和硫酸回收率高，所得硫酸錳產(chǎn)品可回用于電解金屬錳生產(chǎn)工藝和/或硫酸錳生產(chǎn)工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)廢物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用電解錳廢渣回收錳、硫酸和氨水的自循環(huán)方法。

背景技術(shù)

錳渣是錳礦用酸浸出、過濾后殘?jiān)话愫蕿?2％～28％，水溶性硫酸錳含量2.2％～3.4％(濕基)，非水性錳含量1.5％～2.5％(濕基)，硫酸銨含量2.7％～3.4％(濕基)，屬于二類工業(yè)固體廢棄物。錳渣目前的處置方式主要為渣場(chǎng)堆存，渣中的水溶性錳、硫酸銨及其他重金屬離子會(huì)在雨水的沖刷下逐漸轉(zhuǎn)移到周邊的土壤及水體中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)這種方式造成錳、硫酸銨等資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

現(xiàn)有技術(shù)一：將錳渣粉碎后高溫煅燒脫硫，作為水泥生料原料或混合材料生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，該方案工藝較為成熟，可回收硫、氮資源，但錳資源沒有得到回收，且由于需要煅燒全部錳渣，因此獲得單位硫酸產(chǎn)品耗能較大。此外，根據(jù)硫酸銨熱分解反應(yīng)，氨理論回收率為66.7％(以氮計(jì))，回收率較低。

現(xiàn)有技術(shù)二：對(duì)錳渣進(jìn)行洗滌、壓濾，將造成環(huán)境污染的硫酸錳和硫酸銨從浸出渣中分離出來，以實(shí)現(xiàn)對(duì)錳渣的無害化處理，洗滌壓濾過后所得錳渣可用于制磚或作其他用途，并通過向洗滌液中加入沉淀劑回收氫氧化錳/碳酸錳和氨水。該方法在水溶性硫酸錳、硫酸銨錳渣的回收上取得了一定的效果，但是需要大量外購(gòu)藥劑，導(dǎo)致回收成本較高，回收的錳(氫氧化錳)中含有硫酸鈣，返回原電解錳系統(tǒng)后導(dǎo)致系統(tǒng)鈣離子飽和析出，導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)晶加重，堵塞溶液輸送管路，不利于電解錳系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，該方法對(duì)水不能溶出的錳沒有回收效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中電解錳廢渣中的錳、硫酸銨等資源回收不充分，耗能大、成本高等缺陷，本發(fā)明提供一套完整的利用電解錳廢渣回收高濃度硫酸錳、硫酸和氨水的方法，且工藝中所需的化漿液、洗滌液、沉淀劑、硫酸均可由本發(fā)明工藝自身提供，循環(huán)使用，無需大量外購(gòu)藥劑。

一種利用電解錳廢渣回收錳、硫酸和氨水的自循環(huán)方法，包括如下步驟：

步驟1：使用化漿液和洗滌液對(duì)電解錳渣進(jìn)行預(yù)處理，固液分離，得到濾液一和脫水錳渣，脫水錳渣用于生產(chǎn)水泥；

步驟2：向?yàn)V液一中加入沉淀劑，反應(yīng)后固液分離，得到濾液二和沉淀一，濾液二回用于步驟1，過程中產(chǎn)生的氣體用于生產(chǎn)氨水產(chǎn)品；

步驟3：向步驟2得到的沉淀一中加入硫酸溶液，反應(yīng)后固液分離得到硫酸錳溶液和沉淀二，硫酸錳溶液回用于電解金屬錳生產(chǎn)工藝和/或硫酸錳生產(chǎn)工藝；

步驟4：對(duì)沉淀二進(jìn)行焙燒，回收焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣，制備硫酸產(chǎn)品，制得的硫酸產(chǎn)品回用于步驟3，焙燒產(chǎn)物作為沉淀劑回用于步驟2。

優(yōu)選的，步驟1包括：使用化漿液對(duì)電解錳渣進(jìn)行化漿，得到電解錳渣漿料，對(duì)電解錳渣漿料進(jìn)行固液分離，對(duì)固液分離后的電解錳渣使用洗滌液進(jìn)行原位洗滌，得到脫水錳渣，將兩次固液分離得到的濾液混合，得到濾液一。

優(yōu)選的，預(yù)處理時(shí)，電解錳渣與化漿液按照質(zhì)量比1：5～1：10進(jìn)行化漿；

可選的，所述化漿液中硫酸的含量為9.8～14.7g/kg；

進(jìn)一步可選的，所述化漿液為硫酸的水溶液或者所述化漿液為硫酸與濾液二的混合液。

優(yōu)選的，預(yù)處理時(shí)，洗滌液的用量為電解錳渣質(zhì)量的0.5～1倍；