[发明专利]一种采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电解金属锰行业资源循环利用及环境保护新方法，具体涉及一种从电解金属锰产生的锰渣中回收可溶性锰的成套清洁生产工艺。

背景技术

近年来，由于国内外钢铁行业的迅猛发展，作为炼铁和炼钢过程中的脱氧、脱硫剂的锰的需求量急剧增加，我国的电解金属锰行业也随之迅猛发展。但同时，由于电解金属锰行业是一个“高物耗、高能耗、高污染”的“三高行业”，近年来在迅猛发展的同时，面临锰矿资源匮乏、环境保护压力日趋严格等方面的问题和挑战，严重影响和制约着行业的健康、有序、可持续发展。

当前电解金属锰采用的是硫酸浸取-电解的湿法冶金生产工艺，其生产过程包括制粉、硫酸浸出、氧化除铁、压滤、净化、二次压滤、深度净化、精滤、电解、钝化、漂洗、烘干、剥离等步骤。在电解金属锰的生产过程中需要消耗大量的碳酸锰矿、软锰矿、硫酸、氨水、电等资源，同时产生大量的“废水、废气、废渣”。由于我国大多数电解金属锰企业环境保护意识不高、工艺技术落后、环境保护投入不足等原因，且企业分布相对较集中，对企业所在地的生态环境污染和破坏较大，严重影响和威胁着当地居民的健康和福利。

目前在电解金属锰行业中，每生产1吨电解金属锰产生6～7吨的锰渣，其中由于生产工艺、压滤技术的限制等原因，使得锰渣中还残留许多可溶性锰，同时锰渣中还含有大量的硫酸盐、氨氮，砷、汞、硒等重金属的含量也较高。一个年产3万吨电解金属锰的企业每年产生21万吨的锰渣，这些锰渣全部露天存放，在存放过程中尤其在下雨时产生大量的渗滤液，可溶性锰、硫酸盐、氨氮等随之流走，严重污染周边环境，成为电解金属锰行业的主要环境问题。

据报道有人利用水作为提取剂对锰渣中的可溶性锰进行提取，但是由于水用量较大，按固液比1∶10计算，1吨锰渣需要7吨水，按年产3万吨电解金属锰企业的规模来计算，每天产生600～700吨锰渣，需要7000吨左右的水，而这种规模的电解金属锰厂每天仅需要补充300余吨水，如果将提取液直接返回生产过程必然会造成系统水无法平衡，出现水膨胀等问题。因此，如果用水作提取剂来提取锰渣中可溶性锰，提取液需要进行浓缩后才能返回到生产过程中，而由于当前的浓缩技术、设备、电耗等的原因，造成浓缩的成本高，这种方法在经济上不可行。因此，用水作提前剂来提取锰渣中可溶性锰的方法在实际生产中不可取。

因此，对锰渣进行资源化处理，回收锰渣中可溶性锰成为电解金属锰行业发展中亟待解决的瓶颈问题之一。

发明内容

本发明的目的是对锰渣中可溶性锰进行提取和再利用。

为实现上述目的，采用电解金属锰生产过程中产生的低浓度含锰液体，即阳极液为提取剂，将锰渣中的可溶性锰提取出来，提高阳极液中锰的浓度，并返回到制液过程重新制成电解液，在避免了水膨胀等问题出现的同时实现了资源化的目的，可明显提高企业生产的经济效益和清洁生产水平，符合清洁生产与循环经济的理念和思路，有利于增加企业的可持续发展能力。

具体而言，本发明提供一种采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺，其包括以下步骤：

a.将锰渣、电解金属锰生产过程中产生的阳极液输送到提取设备中，同时加入阳极液体积0～0.025倍的硫酸，锰渣与加入液体的固液重量比为1∶1～1∶15；

b.通过搅拌使锰渣与液体充分混匀，即可获得提取液；

c.提取液在提取设备中静置，使得提取液中的固体物质沉淀；

d.将沉淀后的上清液过滤后直接返回至电解金属锰生产过程中的浸取氧化工序，用来制作电解液；将滤渣和提取设备中的沉渣输送到高效压滤设备进行脱水处理，将渣中的含水率降低到25％以下，渣送去锰渣场或资源化，压滤液经过过滤后返回浸取氧化工序，用来制作电解液。

上述采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺，其中该锰渣可以是电解金属锰生产过程中产生的锰渣。

上述采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺，其中该阳极液可以为硫酸浸取-电解金属锰生产过程中电解后产生的阳极液，其中含有Mn²⁺10g/L～18g/L。

上述采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺，其中该步骤b的提取反应时间可以为15～240分钟。

上述采用阳极液提取锰渣中可溶性锰的成套清洁生产工艺，其中该步骤c的静置沉淀时间可以为15～60分钟。