[发明专利]一种高纯度高锰酸钾和二氧化锰的生产工艺及二氧化碳反应塔

权利要求书

1. 一种高纯度高锰酸钾及二氧化锰的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

A.制备锰酸钾溶液  

A1.将含二氧化锰原料粉碎至60～150目，得到含二氧化锰原料粉，按含二氧化锰原料粉中二氧化锰与氢氧化钾摩尔比1：2～2.4的比例加入氢氧化钾并加热至熔融状态，将熔融状态的氢氧化钾与含二氧化锰原料粉炒拌成颗粒状，将颗粒状自然冷却后粉碎成80～150目的粉状物；

A2.将粉状物在120℃～240℃温度下氧化焙炒8～12小时生成锰酸钾粉；

A3.将水或氢氧化钾水溶液与锰酸钾粉按液料重量比3～4：1的比例配制成混合溶液，保持混合溶液pH值为13～14，在10℃～100℃温度下搅拌混合溶液30分钟～12小时或至锰酸钾全部溶解，沉淀或过滤，取上清液或过滤液即为锰酸钾初液；

A4.过滤锰酸钾初液，得到锰酸钾溶液；

B.歧化反应  

向所述的锰酸钾溶液中通入二氧化碳气体，当溶液中的锰酸钾含量小于3g/L且溶液的pH值≥8.5时，反应完成；

C.过滤分离   

过滤歧化反应后的溶液，分离出二氧化锰，并得到含有高锰酸钾和碳酸钾的余液，用水清洗水合二氧化锰，并在200℃下脱水，干燥，得到高纯度二氧化锰；

D.析晶分离    

蒸发所述的步骤C中所述的余液直到液面有晶衣膜出现时，将余液放置冷却至常温，过滤余液分别得到高锰酸钾结晶粗品和碳酸钾溶液。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：进一步包括以下步骤：

E.高锰酸钾结晶粗品提纯 

将步骤D中得到的高锰酸钾结晶粗品用热沸水溶解，搅拌，再冷却，离心分离出高锰酸钾晶体，高锰酸钾晶体经甩干，50℃～85℃气流烘干，得到高纯度高锰酸钾成品。

3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：进一步包括以下步骤：

F. 碳酸钾溶液的处理

向步骤D中得到的碳酸钾溶液中加入石灰乳煮沸，沉淀或过滤，分别得到氢氧化钾溶液和碳酸钙，或者向碳酸钾溶液中通入二氧化碳气体，得到碳酸氢钾溶液。

4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤A1中的含二氧化锰原料粉为电解锰阳极泥或锰矿粉，所述氢氧化钾的加热熔融过程为：先将含二氧化锰原料粉加热至120℃～200℃，然后向含二氧化锰原料粉中倒入氢氧化钾炒拌，使氢氧化钾熔融并炒拌成颗粒状。

5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤B中的歧化反应过程在一种二氧化碳反应塔中进行，其中所通入的二氧化碳气体是步骤A1～A2中加热含二氧化锰原料粉或氢氧化钾以及焙炒粉状物所用燃煤锅炉排放的经过脱硫，净化处理的烟气，所述步骤C中，将清洗水合二氧化锰的水作为A3步骤中的水或氢氧化钾水溶液的配制用水，所述步骤A～D中的过滤为压滤或抽滤。

6.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤E中, 将分离高锰酸钾晶体后的液体，作为A3步骤中的水或氢氧化钾水溶液的配制用水。

7. 一种二氧化碳反应塔，包括一个直立密封的筒体（1），筒体（1）上设置有进液管（2）和出液管（3），其特征在于：所述筒体（1）的下部设置有出液管（3），出液管（3）经管道与循环箱（4）连通，循环箱（4）的下部设置有循环箱出液管（5），循环箱出液管（5）经循环泵（6）及管道与设置在筒体（1）上部的进液管（2）相连通，所述筒体（1）的下部还设置有与气泵（13）连通的气体输入管（7），筒体（1）的顶部设置有气体输出管（8）。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳反应塔，其特征在于：所述进液管（2）的出液端连接有雾化喷嘴（9），所述气体输出管（8）的出气端经管道通向循环箱（4）液面的下方。

9.根据权利要求7所述的一种二氧化碳反应塔，其特征在于：所述进液管（2）和气体输入管（7）之间的筒体（1）内设置有一层以上的格栅（10），格栅（10）上铺有鹅卵石。

10. 根据权利要求7所述的一种二氧化碳反应塔，其特征在于：所述循环箱（4）的上方设置有密封盖（11），密封盖（11）上设置有气管（12），气管（12）经管道并联在气泵（13）的进气端上。