[发明专利]一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法

说明书

本发明属于化工处理技术领域，涉及一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法。该方法，包括：1.一段煅烧固硫脱氨，将硫酸铵渣与锰矿粉混合并送入550℃的回转窑中反应，生成以硫酸锰和硫酸镁为主的半成品，以及以氨气和SO₂为主的混合气体；2.二段煅烧脱硫制硫酸，将半成品送入1200℃的回转窑中反应，生成以氧化镁、二氧化镁为主的固体渣以及SO₂气体，再将SO₂气体制成硫酸。该方法，采用干法煅烧，且通过两段煅烧的方式，煅烧效率更高，产生的气体、固体等均可回收利用，资源利用率高，经济效益佳。

技术领域

本发明属于化工处理技术领域，涉及一种电解金属锰硫酸铵渣的两段式煅烧处理方法。

背景技术

在电解锰的生产过程中，化合工段主要采用酸溶的形式，将锰矿石中的有效成分溶解出来，经过除杂后，再向滤液中加入氨水，调节电解液的pH值，同时生成硫酸铵与硫酸锰形成锰铵配离子，增加了电解液的导电性，并起到缓冲作用。随着温度的降低，电解液在静止的过程中，饱和度会逐渐增加，并逐渐有晶体析出，而且温度越低、析出的晶体越多；经过测定，该晶体为硫酸铵锰、硫酸铵镁的复盐结晶物，若将此晶体随处排放，不仅浪费宝贵资源，而且严重污染自然环境。

目前，尽管电解锰企业针对硫酸铵渣已有相关的研究和处理方式，但仍然无法有效的回收和利用硫酸铵渣。具体的，通过分析国内、外关于电解锰溶液中复盐结晶物的研究现状，现有的针对复盐结晶物处理方式主要有以下几种。

(1)机械手段：使用机械对已形成的镁结晶进行处理；此法的优点是操作简单，但也存在诸多缺点，如，处理周期长，处理会造成设备内壁受损而变得粗糙不平，使得设备在以后的生产中更易结晶，另外，机械手段需要较大的人力和物力，结晶严重时甚至需要停产清理。

(2)化学沉淀法：应用与镁形成溶解度极低的化合物，同时与锰形成相对溶解度较高的化合物作为沉淀剂进行沉镁，再将镁、锰分离；常用的沉淀剂有氟化物、草酸盐、碳酸盐、磷酸盐和复合沉淀剂等。具体的过程为：(a)将复盐结晶物溶解，采用碳化法在不同的pH范围内将锰、镁分离，制备成碳酸锰和碳酸镁，压滤后将固相碳酸锰和硫酸铵溶液返回至电解锰生产系统进行电解锰生产，碳酸镁转运至渣场综合利用；(b)将复盐结晶物溶解，再加入氟化物，利用氟化锰和氟化镁的溶解度不同将二者分离，再将硫酸锰和硫酸铵返回电解锰生产系统进行电解锰生产。

(3)萃取法：目前，采用萃取法从复盐结晶物溶解液中进行镁、锰分离的研究还处于起步阶段，反应条件尚未确定。如，刘洪刚等在硫酸锰溶液中用30％的P₅O₇加70％的磺化煤油作为萃取剂；在室温下，相比O/A为3：1、pH＝0.2的条件下经五级逆流萃取，镁的萃取率为72.06％，锰的损失为6.35％，负载有机相采用硫酸反萃，镁的反萃率在98％以上。何宾宾等在刘洪刚的基础上，在硫酸锰溶液中增加了硫酸铵溶液，常温下，在硫酸铵浓度为78.00g/L、P₅O₇体积分数为30％、皂化率为20％、相比O/A为3：1的条件下，镁的萃取率达到48.75％，锰的萃取率达到了75.00％；用硫酸对负载有机相反萃，硫酸浓度为4mol/L、相比O/A为4：1、萃取温度为25℃的条件下，锰的反萃率为零，而镁的反萃率为45.84％。苏文征等用P₂0₄作萃取剂，相比萃取温度25℃、水相初始pH＝5.5、萃取时间为20min的条件下，在氯化锰溶液中萃取镁，经三级逆流萃取之后，锰的萃取率为81.82％，镁的萃取率为8.7％；用盐酸进行反萃，O/A为1：1，一级逆流萃取后锰的反萃率达到97.2％。由此可见，由于每个课题组的实验条件和结果差距比较大，萃取法在实验室阶段尚未探索出有效的最佳条件，工业化还需要更加漫长的研究路程。

(4)重结晶法：将复盐结晶物溶解，在不同的温度范围内，利用硫酸铵、硫酸锰、硫酸镁的溶解度不同，根据相图将硫酸镁分离，然后将硫酸铵、硫酸锰返回电解进行电解锰生产；由此可见，对于结晶法的机理和具体除去率，研究并不透彻，仍需进一步深入探索。