[发明专利]电解金属锰的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解锰的生产方法，特别涉及一种高效节能的电解金属锰的生产方法。

背景技术

锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂，电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。

金属锰的生产方法有两种。一种是采用电解法，所得产品为电解金属锰；另一种是以富锰矿及高硅锰硅合金为原料，用电炉脱硅精炼法生产，产品称金属锰。电解法常以含锰较低的碳酸锰矿为原料，经破碎、磨细成矿粉，加入装有返回阳极液的浸取罐中，加硫酸、通入蒸汽加热近于沸腾，使矿粉中的锰浸取进入溶液，加入适量缓冲剂硫酸铵，并在酸性矿浆中加入二氧化锰粉除铁，再通入液氨或加入石灰乳使矿浆成中性（pH≈7），固液分离去除残渣，往滤液中加入硫化剂（二甲基胺荒酸钠，（CH3）₂NCS₂Na，简称SDD）或乙硫氮净化，使镍、钴、铁等离子成硫化物形态沉淀析出，经第二次固液分离除去硫化渣，加入添加剂（SeO₂或SO₂），即得合格电解液。电解时，合格电解液连续不断地加入电解槽，经通电电解至一定时间（一般为24h），取出附有电沉积锰的阴极板（同时放入干净的阴极板，使电解连续进行），经钝化、水洗、烘干后，将金属锰剥下，即为成品。中国现有电解金属锰生产规模一般较小，大的每年达5000t，小的每年仅数百吨。而且采用传统工艺，除前工序制液方式不尽相同外，电解生产工艺基本相同。其最大的缺点是能耗高，而且锰回收率不理想。

针对上述不足，需要对现有电解锰工艺进行优化改进，以适应大规模化生产，同时大大节约能耗，降低成本，极大的提高金属锰的回收率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种节能、高效和节约成本的电解锰生产方法。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：一种电解金属锰的生产方法，包括以下步骤：

A，制粉：将原矿石粉碎至90—100目；

B，浆化：将步骤A制备的矿粉与阳极液按照固液比为1:3的配比装入化合桶，充分搅拌混合，其中阳极液中Mn的含量浓度为11—14g/l，H含量浓度为38—45g/l；然后在45℃—50℃的温度环境下反应10—20分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为98%，浸出反应4—6小时，余酸浓度控制在0.9g/L—1.5g/L；

C，浸出氧化：往化合桶中通入空气，加速反应60分钟以上，利用空气中的氧气氧化除铁；

D，中和：加入浓度为11%—15%的氨水将PH值调至6.4，持续保持30分钟以上，加入福美钠去除重金属；

E，一次压滤：经过粗压变成硫化液，滤渣中水份质量分数控制在23%以内，滤渣中锰的质量分数在2%以内；

F，二次压滤：再经二次压滤变成合格液；

G，电解：电解周期为24小时，槽温40-46度，PH值在6.8-7.4之间；

H，出槽钝化，冲洗产品至无硫块，再烘干、剥离即可。

进一步，步骤B中，阳极液中Mn的含量浓度为13g/l，H含量浓度为40g/l；然后在48℃的温度环境下反应18分钟；再加入相当于矿粉重量40%的硫酸，硫酸的浓度为96%，浸出反应5小时，余酸浓度控制在1.0g/L—1.1g/L。

进一步，步骤A中，采用立磨负压制粉机进行制粉。

进一步，步骤E和步骤F中，所述压滤设备采用高压鼓膜压滤机。

进一步，步骤G中，所采用电解槽由RPP材质制成。

进一步，步骤H中，采用超声波洗板进行洗板。

本发明的有益效果：本发明的电解金属锰的生产方法，与传统电解金属锰的生产方法相比，具有如下有益效果：

1、由于增加了浆化步骤，使得原矿粉在较为温和的化学环境下（45℃—50℃）发生充分反应，极大的加快了锰析出的速度和析出率；无需通入蒸汽等将阳极液加热近于沸腾，大大节约了热源成本，通过本申请人厂里两条新旧生产线对比，采用本工艺方法生产一吨锰矿可节约燃料成本或电费500—600元。同时采用空气氧化除铁，取代传统工艺的二氧化锰除铁，生产每吨锰可节约150—180元的二氧化锰粉，进一步降低了生产成本。