[发明专利]一种电解锰渣源头减量的方法

说明书

本发明公开一种电解锰渣源头减量的方法，将菱锰矿粉按一定固液比制成矿浆液，将矿浆液送入反应器内，控制合适的反应温度与矿酸比，搅拌混合后加入一定浓度范围的表面活性剂，反应结束后采用碱性药剂调节矿浆pH，随后固液分离。本发明相比传统不加表面活性剂工艺其锰浸出率提高了7~14个百分点，锰渣含水率降低2‑5个百分点。此方法通过添加表面活性剂能够调控锰矿浸出过程锰渣颗粒尺寸，强化锰渣颗粒分散，提高锰矿资源利用率，降低锰渣中夹带的有价资源和污染物。本发明与现有技术相比，具有工艺简单、成本低、可操作性强等优势。

技术领域

本发明涉及湿法冶金清洁生产领域，尤其是涉及一种电解锰渣源头减量的方法。

背景技术

电解锰渣是湿法电解金属锰生产过程中锰矿浸出后产生的一种高含水率工业固体废弃物，其主要成分为二水硫酸钙、二氧化硅及大量的可溶性锰和氨氮。2019年我国电解锰生产量占世界的98%以上，随着我国电解锰行业的发展，市场上主流锰矿品位已降至13%。由于锰矿品位低且浸出效率不高，导致每生产1 吨金属锰会产生8～10吨电解锰渣。我国现有1.5亿~1.6亿吨，每年新增近1000 万吨，大量电解锰渣的堆存，不仅占用大量耕地，同时由于电解锰渣含水率高（25%~30%）、颗粒细小（40~120 μm）、分散性差、迁移性和流动性好，在其堆场极易形成含锰、铵的渗滤液，进入水体，污染环境；锰渣中大量的硫酸铵复盐难以去除（颗粒细小），锰渣活性差，导致其资源化利用难度大。因此，电解锰渣因高含水率夹带大量可溶性污染物问题已严重限制了我国电解锰行业的发展。

目前，国内对锰矿强化浸出技术进行了相关研究，但在锰矿强化浸出同时降低锰渣含水率，实现锰渣源头减量方面的研究甚少。例如专利CN102443711.A提供了一种强化锰矿浸出的方法，该方法利用新型设备强化锰矿浸出，改进了传统锰矿浸出槽文丘里喷嘴，形成较大喷嘴喷幅提升反应效率强化锰矿浸出，此法虽然能提高锰矿浸出率但是强化浸出效果不明显，而且不能实现提高锰矿浸出率的同时降低锰渣含水率。又如专利CN109589815.A同样采用一种新型刚柔组合式搅拌桨强化浸出槽中的流场混合过程和能量传递过程提高锰矿浸出率。同样地，在强化锰矿浸出的同时，未能考虑因锰渣颗粒细小而导致锰渣高含水率的问题。

本发明利用表面活性剂调控锰矿浸出过程硫酸钙晶体生长机制、降低锰渣颗粒与溶浸液界面张力、改善颗粒的沉降性能、强化了颗粒在溶液浸中分散与润湿能力，形成更稳定的溶浸体系，强化锰矿浸出同时降低锰渣含水率，减少锰渣夹带污染物的量。

综上，本发明的特点在于把锰矿强化浸出与电解锰渣含水率控制有机结合。通过在浸出反应中添加表面活性剂，调控锰矿颗粒尺寸，强化锰矿浸出的同时降低锰渣含水率。该方法不仅提高了锰矿资源的利用率，且直接减少了电解锰渣夹带的有价资源和污染物，从源头上减少了电解锰行业的产污量，有利于电解锰行业的节能减排。该方法不仅能为电解锰渣减量化处理与资源化利用提供理论支持，还将为传统湿法冶金渣含水率控制提供新的研究思路。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的是以传统湿法电解锰生产方法为基础，提供一种电解锰渣源头减量的方法，解决了锰矿浸出率低，锰渣含水率高的难题。此方法通过锰矿高效浸出的同时降低锰渣含水率，可以直接减少电解锰渣带走的硫酸锰和硫酸铵的量，从源头上减少电解金属锰生产的产污量，是电解锰行业实现节能减排的有效途径之一。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种电解锰渣源头减量的方法，其具体步骤为：

（1）将油酸钠、柠檬酸三钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基三甲基溴化铵中的一种或者多种表面活性剂溶于水得到溶液A，电解锰行业预处理完成的菱锰矿粉按一定固液比制成矿浆液B；其中上述表面活性剂用量为3~100mg/L，菱锰矿与溶液固液比为1:3~7。

（2）将权利要求（1）中所述矿浆液B加入到反应器中，在一定温度反应条件下，向矿浆液B中加入溶液A，搅拌均匀后向矿浆液中按矿酸比加入浓硫酸，充分反应一段时间后得到浸出矿浆C；其中上述矿酸比为1：0.3~0.8，反应时间为2~6h，反应温度为40~80℃。