[发明专利]一种分步沉淀降低电解锰体系中杂质镁含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种电解锰体系中杂质镁的脱除方法。

背景技术

在电解锰工业生产中，镁作为锰矿中一种主要伴生元素，在浸出过程中进入溶液生成硫酸镁。由于镁与锰两者之间的性质相近，要将其分离比较困难，导致锰冶金体系中镁无法有效脱除。而常规锰冶金过程中，锰电解液为闭路循环利用，因此会造成溶液中硫酸镁的积累，并由此产生一系列危害：1）随着溶液中镁浓度升高，体系会产生硫酸镁铵结晶，尤其在气温降低时，整个生产体系会出现大面积无序结晶。大量硫酸镁铵在设备表面形成致密的结晶，堵塞溶液通道，恶化生产操作环境，危及设备及生产正常运行。2）结晶析出的硫酸镁铵结晶造成了锰、铵等有效成分的损失，使生产成本增高。3）电解过程中镁结晶会增加电解槽的电压和电阻，降低电解槽电流效率，增加电解槽能耗和锰的生产成本。因此，电解锰生产过程中镁杂质的脱除日益成为影响锰冶金发展的重要因素。

为了消除杂质镁对电解金属锰生产的危害，国内外对电解锰生产过程中镁的分离进行了大量研究，主要包括：1）硫酸镁铵结晶法，通过适当增加溶液中硫酸铵浓度或者降低体系溶液温度，使硫酸镁铵复盐结晶集中析出，达到降低体系中镁离子含量的目的。该方法处理周期长，溶液造成设备损坏，且需要很大的人力和物力成本。2）化学沉淀法，主要是应用与镁能形成溶解度较小的沉淀剂将镁从溶液中除去的方法。常用的沉淀剂有草酸盐、磷酸盐以及复合沉淀剂等，该方法主要存在沉淀剂成本高，容易引入新的杂质离子等问题。3）萃取法，主要是选择合适的萃取剂对电解锰阳极液或合格液中的镁进行萃取分离，但该方法存在成本较好且污染较大等问题，目前尚处于理论研究阶段，并未工业化。因此，上述方法均不能彻底解决电解锰体系镁杂质含量超标带来的影响，至今尚未见在实际生产中有效可行的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分步沉淀降低电解锰体系中杂质镁含量的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种分步沉淀降低电解锰体系中杂质镁的方法，包括以下步骤：

1）在电解锰阳极液或合格液中加入液氨调节溶液pH值至6.5~9，然后加入沉锰添加剂并不断搅拌进行反应，其中沉锰添加剂与电解液或合格液中的Mn²⁺的摩尔比为0.9~1.2；

2）对步骤1）后的反应浆液进行固液分离，得到沉锰渣和沉锰后的溶液，沉锰渣返回电解锰化合车间代替双飞粉和氨水中和浸出终点的余酸；

3）向步骤2）沉锰后的溶液中加入液氨调节溶液pH值至6~10，然后加入沉镁添加剂并不断搅拌进行反应，其中沉镁添加剂与沉锰后的溶液中的Mg²⁺的摩尔比为0.5~3；

4）对步骤3）后的反应浆液进行固液分离，得到沉镁渣和沉镁后的溶液，沉镁后的溶液主要为硫酸铵溶液，直接返回电解锰生产体系，沉镁渣入渣库堆存。

上述分步沉淀降低电解锰体系中杂质镁含量的方法，优选的，所述步骤1）中，待处理的电解锰阳极液中Mn离子浓度为10~17g/L，Mg离子浓度为25~40g/L，(NH₄)₂SO₄浓度70g/L~90g/L。

上述分步沉淀降低电解锰体系中杂质镁含量的方法，优选的，所述步骤1）中，待处理的电解锰合格液中Mn离子浓度为30~45g/L，Mg离子浓度为25~40g/L，(NH₄)₂SO₄浓度70g/L~90g/L。