[发明专利]沉淀转化法从电解锰渣中脱除硫酸盐

说明书

技术领域

本发明涉及工业废物利用方法中的前处理，特别涉及一种电解锰渣与碳酸氢铵反应以脱除渣中硫酸盐的方法。

背景技术

电解锰渣是电解金属锰生产过程中产生的废渣，主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁及硫酸钙等，我国电解锰生产中主要以菱锰矿为原料，每吨产品产生废渣5~7吨，目前，我国电解锰生产能力约300万吨，年产量为200万吨左右，废渣年产量在1000万吨以上。

长期以来，对于电解锰渣的处理与利用一直未找到较好的办法。目前，仅少量用于水泥添加剂，绝大部分电解锰渣堆放在环境中，对环境造成严重影响。从电解锰的成分来看，去掉硫酸盐后与生产水泥、瓷砖等的原料相似，因而可用于生产水泥和瓷砖。近几年来，也见到一些用电解锰渣制备瓷砖或用于水泥掺合料的报导，但因其中的硫酸盐含量较大，严重影响了产品的性能，所以直到目前亦未见工业化利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对电解锰渣中含有大量的硫酸盐而不便于利用的问题，提出一种脱除电解锰渣中硫的方法，该方法包括以下步骤：

（1）电解锰渣与水按1：1~5的比例混合；

（2）根据电解锰渣中硫的含量（以SO₃计）以1.5~3倍加入碳酸氢铵，在搅拌下反应1~10小时，使硫酸盐转化为碳酸盐沉淀；然后

（3）过滤、洗涤；以及

（4）滤液经浓缩结晶得到硫酸铵，也可直接用于电解锰生产中。

本发明是以碳酸氢铵与电解锰渣中的硫酸钙反应，使不溶于水的硫酸钙转化为溶于水的硫酸铵，反应式：

CaSO₄ + 2NH₄HCO₃ = CaCO₃ + (NH₄)₂SO₄ + CO₂ + H₂O

步骤（1）中电解锰渣与水混合的比例为1：1~5，优选地，比例为1：2。

步骤（2）中碳酸氢铵的量为电解锰渣中硫的量（以SO₃计）的1.5~3倍，优选地，碳酸氢铵的量为电解锰渣中硫的量（以SO₃计）的2倍。

步骤（2）中反应时间为1~10小时，优选地，反应时间为3~5小时。

步骤（3）中过滤后可洗涤，也可不洗涤，优选地，用步骤（1）中水用量的水量洗涤，所得洗涤液用于步骤（1）与电解锰渣混合用水。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

实施例1

（1）取电解锰渣，其中含硫量（以SO₃计）为21.2%，按每kg渣2升水（或以前的洗涤液）的比例混合；

（2）按渣中硫的量的1.9倍，即每kg渣0.4kg碳酸氢铵的比例加入碳酸氢铵，搅拌下反应5小时；

（3）过滤，并按每kg渣用2升洗涤水洗涤之，洗涤液收集用于下一回合电解锰渣与水的混合；

（4）过滤液在浓缩器中经蒸发浓缩后结晶得到硫酸铵固体。结晶分离后的母液返回蒸发浓缩。

过滤洗涤后的滤饼中含硫（干基，硫以SO₃计）为0.35%，完全可用于制瓷砖、水泥生料。

实施例2

（1）取电解锰渣，其中含硫量为17.7%，按每kg渣4升水的比例混合；

（2）按渣中硫的量的2.54倍，即每kg渣0.45kg碳酸氢铵的比例加入碳酸氢铵，搅拌下反应1小时；

（3）过滤(不洗涤)；

（4）过滤液在浓缩器中经蒸发浓缩后结晶得到硫酸铵固体。结晶分离后的母液返回蒸发浓缩。

过滤后的滤饼中含硫（干基，硫以SO₃计）为0.97%，完全可用于制瓷砖以及水泥生料。

实施例3

（1）取电解锰渣，其中含硫量为16.5%，按每kg渣1.2升水（或以前的洗涤液）的比例混合；

（2）按渣中硫的量的1.94倍，即每kg渣0.32kg碳酸氢铵的比例加入碳酸氢铵，搅拌下反应7小时；

（3）过滤，并按每kg渣用1.2升洗涤水洗涤之，洗涤液收集用于下一回合渣与水的混合；

（4）过滤液直接用于电解锰生产的配料中。