[发明专利]一种降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及降低电解锰阳极液中的镁离子浓度，以实现电解锰阳极液循环利用的方法。

背景技术

电解锰生产的最基本步骤包括：用硫酸溶液作为浸取液来浸取前期加工好的碳酸锰矿粉以得硫酸锰溶液，再经过一些必要步骤之后制备成电解锰合格液，然后对电解锰合格液进行电解。要电解锰不断地附集在阴极板上，在电解过程中就要不断地补充电解锰合格液，这样，电解后的电解液也需不断地从阳极室引出，这种引出液就称为电解锰阳极液。由于电解锰阳极液含硫酸等可循环使用的成份，所以，电解锰阳极液总是要在经过必要处理之后，循环地作为浸取液以替代部分硫酸(阴极板上附集了足够量电解锰后的后期处理，本案不述)。然而，由于在碳酸锰矿中的主要杂质之一——镁，在电解锰阳极液中很难将其分离出来，在循环利用电解锰阳极液的情况下，就造成了浸取液中硫酸镁含量逐渐增高，在生产过程中会与浸取液中的硫酸锰、硫酸铵生成混晶，严重的会堵塞生产输送管道，影响正常生产；同时，还造成了锰、铵等有效成分的损失增大，电解锰的纯度也会降低。因此，近几年许多研究都对如何从这类浸取液中分离出硫酸镁(以去除镁离子)进行了探讨，例如，曾经有用氟化铵来去除这类浸取液中镁离子的。然而，随着这类浸取液循环次数的增多，氟化铵的投加量也将逐渐增加，从而在溶液中又引入了大量的铵离子，就不得不增加一项去除铵离子的工序。为克服这一缺陷，有人用氟化锰来替代氟化铵，不但减少了除铵离子的工序，且去除这类浸取液中镁离子的效果的确比用氟化铵好。但是，该方法不但工序复杂，而且因企业需增加设备投入等原因，其生产成本也要大大增加。两种方法的共同不足还在于，随着循环次数的增多，这类浸取液中的残余氟离子含量将明显上升，而氟离子对阴极板有较强的腐蚀作用，造成阴极板的寿命缩短。因此，以氟化铵或氟化锰为主要原料来去除这类浸取液中镁离子的方法，对于中小型电解锰生产企业来讲，均并不是适度、经济的方法。

发明内容

本发明的目的是，提供一种满足中小型电解锰生产企业的去除量要求、经济适用的降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法。

实现所述目的之技术方案是这样一种降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法，与现有技术相同的方面是，它包括在电解锰阳极液中混合氟化铵。其改进之处是，该方法还要在电解锰阳极液中混合碳酸铵和硫酸铝，其步骤如下：

①首先向所述电解锰阳极液中加入碳酸铵固体，并充分搅拌；其中，以电解锰阳极液中镁离子的浓度为26g/L为准，该碳酸铵固体的加入量与该混合溶液中的镁离子含量的质量比为30～50∶26，该混合溶液的pH值控制在4～6之间，搅拌时间不少于1.5小时；

②然后加入氟化铵固体，并充分搅拌；该氟化铵固体的加入量与该混合溶液中的镁离子含量的质量比为5∶26，搅拌时间为0.5～1小时；

③再加入硫酸铝固体，并充分搅拌；该硫酸铝固体的加入量与该混合溶液中的镁离子含量的质量比为5∶26，搅拌时间不少于0.5小时；

④最后，通过沉降、过滤，得到可循环利用的浸取液。

从方案中可以看出，本发明不仅在混合氟化铵固体之前，首先在电解锰阳极液中混合了碳酸铵固体，而且，碳酸铵固体的用量为后混合的氟化铵固体和硫酸铝固体的6～10倍，也即本发明是以碳酸铵固体为主要原料来去除电解锰阳极液中镁离子的。与现有技术相比较，由于碳酸铵固体价格低廉，使得本发明可以在低成本条件下运作，即尤其适用于中小型电解锰生产企业。本领域技术人员清楚，电解锰生产工艺虽然并非绝对一样，但其电解锰阳极液中的镁离子均以硫酸镁的形态存在。镁离子在电解锰阳极液中的浓度虽然也有差别，但大多差别不大；特别是在每次循环利用电解锰阳极液之前均要去除其镁离子的情况下，新产生电解锰阳极液中的镁离子浓度，基本上可以控制在一个变化极小的范围内。故本发明以26g/L为准来进行计算各去除镁离子的原料。在首先混合了碳酸铵固体之后，在其混合溶液中最终将产生不溶于水的碳酸镁沉淀；然后加入比现有技术少得多的少量氟化铵固体，能够借其中氟离子的电负性极强之特性，与碳酸镁等含镁化合物形成很稳定的配合物，这样就避免了在之后加入硫酸铝后因溶液pH值的降低而造成含镁沉淀物被溶解。加入硫酸铝固体的目的在于，它能与硫酸铵在酸性条件下生成硫酸铝铵沉淀，此反应能快速进行，且沉淀易于分离，这样一来，不但降低了浸取液中的铵离子浓度，而且对于去除镁离子也有一定辅助作用。

简言之，本发明具有不需另外增加设备投入，原料价格低廉，镁离子的去除量(或去除率)能够满足循环利用电解锰阳极液的要求，是尤其适合于中小型电解锰生产企业的降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。