[发明专利]一种利用锰尾矿和钛白废硫酸生产电池级硫酸锰的方法

说明书

本发明提供一种利用锰尾矿和钛白废硫酸生产电池级硫酸锰的方法，具体为将钛白废硫酸还原浸取磨细锰尾矿，固液分离后白色滤渣作硅藻土，浸取液通过P204萃取剂萃取，再用轻烧粉或氧化镁皂化，除杂后蒸发结晶得到电池级硫酸锰，并副产铁黑和硫酸镁，本发明协同处置了锰尾矿和钛白废酸，解决了锰尾矿堆积造成的生态安全问题，也提供了一种全新的钛白废酸利用途径，提高了锰尾矿和钛白废酸的综合利用附加值。本发明制备电池级硫酸锰品质高、工艺简单、生产成本低，实现了锰尾矿和钛白废硫酸全部回收利用，不产生二次污染，废水实现零排放，有利于环境保护和资源综合利用。

技术领域

本发明涉及环保工艺技术领域，具体涉及一种利用锰尾矿和钛白废硫酸生产电池级硫酸锰的方法。

背景技术

锰矿产业快速发展引发锰尾矿资源囤积。我国锰消费量与钢产量之比约为3.2％-4％，略高于世界平均水平，锰尾矿随着成品矿的消耗随之增多。按当前锰矿平均品位22％推算，每吨钢生产至少消耗成品矿47.0kg。我们可以预测，我国未来10年锰矿石需求量为3617万吨/a(折合金属锰795万吨/a)，锰尾矿产生量为18447万吨/a。锰矿产业快速发展促进了经济的快速增长，但锰尾矿的囤积也加大了锰资源的闲置和丢损，造成工业原料的浪费。如在电解锰生产过程中，每生产1t电解金属锰需消耗锰矿石7-8t，产生电解锰渣5-6t。目前，仅电解锰废渣全国就囤积了约2000万吨，如按电解锰渣中可利用锰含量为1％-3％计算，被丢弃或流损的锰资源约为20-60万吨。如不提高锰矿石的选矿技术，加强锰尾矿的开发利用，随着锰尾矿量的增加，引发的环境和生态问题将会越来越多。

随着矿产资源的大规模开采与利用，矿区环境系统受到影响和破坏，大量锰尾矿引发的生态环境问题也日益严重。主要表现在：①锰尾矿中有害元素污染环境：由于废渣的长期囤积，一些有害元素通过土层渗透,进入地表水和地下水，形成难降解和难以处理的污染源，可使河流生物绝迹，地下水资源报废，危害人体健康；②破坏区域生态：由于矿土缺乏营养物质，且锰等重金属含量过高会对植物根系产生毒害，延长废弃地的植被自然恢复时间，同时造成生物迁徙受阻隔，生物多样性降低；③破坏土地资源：大量锰尾矿锰渣堆积在田野山间无法处理，不仅占用农业耕地，还诱发泥石流等地质灾害；④引发其他社会问题：锰尾矿废渣的囤积，增加企业征用土地和场地处置等费用而增加生产成本，并大量占用农业耕地，激化企业与居民之间的矛盾。

锰矿产业发展的生态环境能力评析利用锰资源促进经济快速发展的同时，除锰资源利用效率与产业效益之间的关系外，还存在资源存量对环境的胁迫博弈关系。而在生态环境质量指数逐渐减少的同时，锰矿产业协调度逐渐提高，说明我国锰矿产业发展对生态环境的依赖性呈逐渐下降趋势。因此，按照发展循环经济的理念，推行锰尾矿的绿色再提取技术，可逐渐降低对生态环境的破坏。

钛白粉生产企业采用硫酸法生产钛白粉，而硫酸法生产钛白粉会产生大量的钛白废硫酸(一般为20％左右的稀硫酸)。如果处理不当，这些钛白废硫酸会对当地环境造成严重污染。目前，钛白废硫酸的处理方式大致分为两种，第一种方式是将废酸与生石灰中和产生硫酸钙沉淀，然后将中和渣堆放至渣场；第二种方式是将废酸通过蒸汽加热进行真空浓缩，将废酸浓度提高至70％后，再与98％浓硫酸进行配酸，返回钛白酸解工段使用。第一种处理方式会产生大量的硫酸渣，由于杂质含量多、无回收利用价值，这些废渣只能废弃堆存，并且占用了大量的土地资源。第二种处理方式则工艺复杂，回收成本高，因此并不是所有的钛白粉生产企业都有条件应用。因此，各钛白粉生产企业亟需寻找更加经济合理的钛白废硫酸回收处理方法，使其能够变废为宝，实现资源的再次利用。

发明内容

针对上述暴露的问题，本发明提供了一种利用锰尾矿和钛白废硫酸生产电池级硫酸锰的方法。本发明旨在利用钛白废硫酸还原浸出锰尾矿，所得白色浸出渣的重金属指标达到国家硅藻土建材标准，可作硅藻土使用；对浸取液采用二(2-乙基己基)磷酸酯萃取，并用轻烧粉或氧化镁作为皂化剂皂化，然后对浸出液反萃取、除杂后结晶生产电池级硫酸锰盐。

本发明提供了一种利用锰尾矿和钛白废硫酸生产电池级硫酸锰的方法，包括以下步骤：