[发明专利]一种节能降耗的电解锰生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金电解金属生产系统，特别涉及到一种节能降耗的电解金属锰生产系统。

背景技术

传统的电解金属锰生产：电解液由阴极室经隔膜袋流入阳极室，在阳极室内产生阳极液汇入阳极假底后，再经一个隔离通道从电解槽上沿流出，阳极液进入浸出桶，添加硫酸浸出锰矿粉，浸出液经净化除杂过滤后，返回电解。电解过程中Mn²⁺在阴极室内阴极板上析出金属锰，并产生电热效应放出焦耳热，除了阳极液带走和槽面蒸发、槽体散热外，还有大量的热蓄积在槽内，《中国锰业技术》第二十章给出了按理论计算和生产工厂实测得出的数据：每析出1Kg金属锰需导出4.6×103KJ热量（夏天高温日值），由于传统槽内冷却导出热量存在的缺点：传热效率差，冷却水量大（每生产1吨产品需冷却水量200～250ｍ3，是电解液循环量的4～5倍），水份蒸发、吹风、渗漏等损失多(每生产一吨产品锰损耗1.5～2ｍ3冷却水)，槽内电解液杂质易积累，结垢快，影响电解效率和产品质量，诸多弊端，使众多厂家尝试槽外冷却，但至今尚未见到好的技术成果，早年有一项专利CN01111708.3（一种锰电解阴极液的冷却及镁的回收方法），也没有得到工业实施，存在以下缺点:①进槽液锰浓度低，进槽液温度相对较高，要同时满足槽内热的交换量和质（锰）的交换量，很难操作控制，而且阴极液循环量大，是电解液循量的3倍以上，耗能高；②靠阴极液自身蒸发散热，受环境温度制约，不易实现槽温的精确控制（41～43℃）；③结晶物会在蒸发塔内，溜槽和集液池内大量发生，清理麻烦。

我国的电解锰产量大，占全球的95%以上，耗用的锰矿石除了一部分进口外，剩余都是我国自有矿石，而我国的锰矿石品位低，随着大量开采，入化合桶锰粉的品位从原来的14～18%已降到10～13%（有的还经过磁选富集），制合格液的含锰浓度也从原来的含Mn²⁺36～38g/L下降到含Mn²⁺34～35g/L，合格液含Mn²⁺量低，将会增加吨产品锰的耗液量，从而增加电解用液的循环量，势必增大制液过程中的浸出、过滤的负荷和辅料耗用，有时会造成供液困难，生产不能正常进行，虽然众多厂家的生产线开工率不高，足够多的生产线可以应付生产，但生产成本高，至今还没有用含Mn²⁺34g/L以下的合格液生产而取得较好经济效益的厂家；若要低品位锰矿粉制高浓度液，锰渣带出锰量大，锰的收率下降，也没有经济效益，这都是低品位矿石的应用难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低能耗物耗、能适应低Mn²⁺的合格液生产电解锰的系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：一种节能降耗的电解锰生产系统，主要包括电解槽、平衡缓冲槽、换热器、连续结晶罐、水源热泵、烘箱、离心过滤机、压滤机、化浆桶、浸出桶，所述电解槽、平衡缓冲槽、阴极液泵、换热器、连续结晶罐通过管道依次相连成环，形成闭合回路；所述电解槽和平衡缓冲槽与化浆桶、砂浆泵、压滤机、富锰阴极液池通过管道依次相连成环，形成闭合回路；所述电解槽、阳极液池、阳极泵、加热盘管、浸出桶、砂浆泵、压滤机、合格液池通过管道依次相连成环，形成闭合回路；所述连续结晶罐、离心过滤机、泵通过管道依次相连成环，形成闭合回路；所述水罐、水泵、换热器、水源热泵通过管道依次相连成环，形成闭合回路，所述水源热泵有水源（热风）热泵和水源（热水）热泵，所述水源（热风）热泵和烘箱相连接，所述水源（热水）热泵和热水桶通过管道相连。

进一步，所述电解槽主要由槽体、阴极板、阳极板、隔膜袋、假底隔离板、阳极液溢流管、阴极液溢流管、接液管、假底隔离板组成，所述槽体内设置有多块阴极板和阳极板，所述阳极板套有隔膜袋，所述隔膜袋下口与假底隔离板连接，所述假底隔离板以上和隔膜袋以外区域为阴极室，所述隔膜袋内为阳极室，所述阳极室与假底室连通，所述假底室与阳极液溢流管连通，所述阳极液溢流管可调高度，并使阳极液从槽体上部溢流出，所述阴极室上部设置的阴极液溢流管高度可调，并使阴极液的溢流口高于阳极液的溢流口。

进一步，所述平衡缓冲槽由槽体、平衡连通管、出液管、溢流管、接液管组成，所述槽体上部设置的溢流管高度可调，所述溢流管与接液管连接，所述平衡连通管与电解槽阴极室连接，所述出液管与阴极液泵连接。

进一步，所述电解槽和平衡缓冲槽俩槽面保持同一水平，溢流口也保持同一水平。

进一步，所述换热器采用板式换热器或管式换热器。

进一步，所述加热盘管也可采用板式换热器或管式换热器。