[发明专利]利用钛白废酸和二氧化锰矿制取电解金属锰的方法

摘要

本发明属于冶金化学领域锰的提取，尤其是利用钛白废酸和二氧化锰矿制取电解金属锰的方法。其特征在于：利用钛白废酸中的H₂SO₄与Fe²⁺为辅助材料，添加二氧化锰矿与硫铁矿制取电解金属锰。本发明首创利用钛白粉生产出的废酸为辅料添加MnO₂矿与FeS₂，生产出电解金属锰产品和附产碳酸锰、硫酸铵产品获得成功，解决了钛白废酸造成的环境污染问题；生产的电解金属锰产品质量高，达到YB/T051－2003DJMnA高纯级产品标准；所产出的碳酸锰与硫酸铵均达到工业级产品；本发明处理钛白废酸生产电解金属锰，具有显著的经济效益、社会效益与环保效益。

主权项

1.利用钛白废酸和二氧化锰矿制取电解金属锰的方法，其特征在于：利用钛白废酸中的H2SO4与Fe2+为辅助材料，添加二氧化锰矿与硫铁矿制取电解金属锰：①浸出及除铁浸出在6m×5.0m的圆形机械搅拌槽中进行，浸出始酸浓度55.6kg/m3，浸出温度90℃～95℃，浸出时间2.5h，氧化沉Fe时间1～2h，Fe的除去率在99％以上，Mn浸出率大于95％；浸出钛白废酸用量77.90m3/d，并加入锰电解阳极液460m3/d，洗渣水206m3/d；根据试验研究结果，每投入1m3钛白废液加入二氧化锰矿粉860kg，投入黄铁矿220kg，MnO2矿∶黄铁矿＝1∶0.26；浸出加热采用蒸汽直接加热，浸出槽矿浆温度不低于90℃；浸出终点pH6.0～6.2，到达浸出终点后加入氨水在原槽中中和，使矿浆pH达6.5～6.6，此时Fe3+完全水解成Fe(OH)3沉淀，氧化沉铁时间1～2h；②硫化除重金属由于浸出加入大量MnO2矿，使浸出液含Co高达60mg/L，Ni90mg/L，比常规锰浸出液Co、Ni高10倍以上，故采用三段硫化沉淀净化法除重金属：硫化净化在机械搅拌槽中进行，加入硫化剂福美纳(S.D.D)使过滤液中的重金属离子Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Zn2+等杂质反应生成硫化物沉淀除去；硫化温度50～60℃，硫化时间1h；硫化后使用箱式压滤机进行过滤，滤液自流入静置地；合格液泵入高位槽，供锰电解使用；③锰电解采用不锈钢板为阴极，选用铅基锑锡银四元合金板为阳极。在阴极上析出Mn，在阳极上放出O2↑，同时产生含H2SO4的废电解液；废电解液产出量为加入合格液量的98％，废电解液部分返回到浸出使用，部分送中和与沉Mn，产出碳酸锰和硫酸铵，使系统的酸、Mn2+、(NH4)2SO4和溶液体积平衡。电解是在有隔膜袋和有假底木制电解槽中进行；电解的技术条件如下：合格液含Mn 38kg/m3，pH6.8～7.2；含(NH4)2SO4100～110kg/m3；阳极液含Mn 15kg/m3，含H2SO441kg/m3；电解温度36～40℃；阴极电流密度350～380A/m2；阳极电流密度600～660A/m2；槽电压4.2～4.8V；同名极距80mm；析出周期24h；④阳极液中和及回收碳酸锰和硫酸铵加氨水中和阳极液的酸，再加碳酸氢铵产出碳酸锰沉淀，经过滤后得碳酸锰产品；滤液含(NH4)2SO4升高到192kg/m3，采用蒸汽间接加热蒸发过滤液中的水分，进一步浓缩(NH4)2SO4溶液；当(NH4)2SO3浓度达到360kg/m3时，放入结晶槽内吹风冷却，有晶种的情况下缓慢结晶出固体(NH4)2SO4；过滤后得出(NH4)2SO4产品；滤液为母液，返回中和工序。