CN108277353B

CN108277353B - 一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法

Info

Publication number: CN108277353B
Application number: CN201810222229.8A
Authority: CN
Inventors: 李世平; 钟波
Original assignee: LIUPANSHUI ZHONGLIAN INDUSTRY & TRADE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: LIUPANSHUI ZHONGLIAN INDUSTRY & TRADE INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-08-13
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: CN108277353A

Abstract

本发明公开了一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，将锌电解阳极泥用热水洗涤至锌小于100mg/L，然后按C/二氧化锰=0.2‑0.3加入炭黑或者木炭粉或者焦炭粉，混合均匀，置于微波场中辐射30‑40分钟，再用硫酸进行浸出，浸出液加碳酸氢铵和硫化铵中和净化至PH为4‑5及锌、铅小于5mg/L，再用氨水和工业级硫酸铵及电解添加剂调制进行电解金属锰，含银硫酸铅渣再用常规湿法冶金方法回收铅和银。本发明从锌电解阳极泥中回收锰能够达到节能，减排，经济效益最大化。

Description

一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法

技术领域

本发明属于微波技术在湿法冶金中的应用领域，具体地涉及锌电解阳极泥清水洗涤脱锌后加入碳元素混合均匀，在微波场中进行短时间，高效率，低污染二氧化锰和二氧化铅还原反应，使其中的锰易于用硫酸浸出，与铅、银分离而达到锰的高效回收。

背景技术

锌电解阳极泥一般含锰30-40%，含铅10-15%，含银500g/吨以上。在没有洗涤前还含硫酸锌20%左右。其中的锰主要是氧化锰，不溶于酸和碱，因此直接返回锌浸出作氧化剂和补充硫酸锌中的锰离子是不可能的，返回使用是锰资源的浪费。其中的铅有氧化铅，硫酸铅和含银铅合金。一般每生产一吨电解锌可产50-60公斤阳极泥，很有回收价值。

目前对锌电解阳极泥的处理主要有火法冶炼，形成富锰渣和含银粗铅，富锰渣再用于生产锰的其它产品或者冶炼为锰铁。湿法冶炼必须进行还原焙烧，将二氧化锰及二氧化铅还原为一氧化锰和一氧化铅，再酸浸，或者加入亚硫酸盐进行还原浸出。还原焙烧主要在回转窑或反射炉中进行，以煤为还原剂和发热剂，其加入量必须是原料量的20%以上，温度800-1000℃，时间5小时以上。显然常规的还原焙烧时间长，能耗高，产生的废气污染大，而且有冷中心存在，还原焙烧率80-90%，用酸浸出后浸出液杂质高，渣量大，锰的回收率低于90%，再提高比较困难，直接还原浸出一般需要加入二氧化锰量的2-3倍的亚硫酸盐，浸出级数3级以上。不仅亚硫酸盐消耗大，成本高，而且浸出液带进了大量的碱金属或碱土金属离子，为锰产品生产和应用造成麻烦。采用含氯离子250g/L以上的高氯离子浸出，可以不加还原剂，但浸出液同时会含有氯化锰，PbCl₄ ^2-，Ag Cl₂ ^-，不仅增加分离提取难度，所得锰产品纯度不高，而且高氯废水较难治理。

发明内容

为了克服上述诸技术的缺点，本发明利用锌电解阳极泥杂质种类少，二氧化锰含量高，比较纯，及二氧化锰和炭均是微波的良好吸收物质的特点，采用微波场催化还原焙烧技术来代替回转窑或反射炉技术。用硫酸浸出，碳酸氢铵和硫化铵中和净化铅，锌，银等杂质纯化硫酸锰浸出液的技术和用常规锰电解技术，从锌电解阳极泥中回收锰，生产电解金属锰，并富集纯化含银硫酸铅浸出渣。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其特征在于：用热水洗涤锌电解阳极泥至含锌小于100mg/L，然后加入炭粉，并混合均匀置于微波场中进行微波处理；经微波辐射处理后的锌电解阳极泥用硫酸浸出，获得含硫酸锰的浸出液和含银硫酸铅渣，硫酸锰浸出液用碳酸氢铵进行中和，再用硫化铵净化除铅、锌、银杂质，获得硫酸锰净化液和净化渣，硫酸锰净化液用氨水和硫酸铵及电解添加剂调制后进行电解金属锰。

所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其中：用60-80℃热水洗涤锌电解阳极泥。

所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其中：加入的碳粉粒度为40-60目，加入的量为C/二氧化锰=0.2-0.3倍；所述碳粉为炭黑或者木炭粉或者焦炭粉。

所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其中：微波场的频率100GHz-300GHz，功率为600-2000W，辐射时间为30-40分钟。

所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其中：硫酸浸出为2-3次浸出，液/固=3-4，浸出温度90-95℃，一次浸出时间1-2小时，2-3次浸出0.5-1小时，一次浸出液终酸50-80g/L，2-3次浸出液终酸100-150g/L，获得硫酸锰浸出液和含银硫酸铅渣。

所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其中：一次硫酸锰浸出液用碳酸氢铵中和，用硫化铵净化除铅、锌、银杂质至总含量小于10mg/L；净化后液PH=4-5，2-3次浸出液返回进行逆流浸出，净化渣与硫酸铅渣合并处理。

通过以上步骤的实施，从锌电解阳极泥中回收锰能够达到节能，减排，经济效益最大化。其有益效果是：

（1）二氧化锰，二氧化铅吸收微波量大，且快，瞬间温度高，能够催化加速二氧化锰和二氧化铅还原为一氧化锰和一氧化铅；还原焙烧时间短，温度低，焙烧彻底，还原率高。

（2）一氧化锰和一氧化铅易于被硫酸浸出，锰元素浸出回收率高，所得浸出液纯度高，利于电解金属锰，铅银渣富集倍数高，不含或少含二氧化铅，利于湿法冶金分离回收。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，包括以下步骤：

步骤1，用60-80℃热水洗涤锌电解阳极泥中硫酸锌至锌小于100mg/L，然后按C/二氧化锰=0.2-0.3加入粒度40-60目的碳黑粉或木碳粉或焦炭粉，并搅拌均匀；

步骤2，将步骤1之混合碳粉的锌电解阳极泥置于频率100GHz-300GHz，功率为600-2000W的微波场中，辐射时间为30-40分钟，温度500-800℃；

步骤3，将经步骤2微波辐射的锌电解阳极泥用硫酸溶液进行2-3次浸出，浸出条件为液/固=3-4，浸出温度90-95℃，浸出时间一次浸出为1-2小时，2-3次浸出0.5-1小时；一次浸出液终酸50-80g/L，2-3次浸出液终酸100-150g/L；

步骤4，将步骤3之一次浸出液用碳酸氢铵和硫化铵中和净化脱铅，锌，银等杂质，总含量小于10mg/L，净化液PH=4-5，2-3次浸出液返回进行逆流浸出；

步骤5，将步骤4之硫酸锰净化液用氨水和硫酸铵及电解添加剂调制为适合电解锰技术要求的电解液，进行电解金属锰。

实施例1：某企业产锌电解阳极泥含锰38.5%，铅13.2%，银650g/吨，硫酸锌13.55%。先用80℃热水洗涤其中的硫酸锌至含锌小于50.5mg/L，总洗水量为原料量的5.2倍，洗水逆流循环使用，一级洗液达到含锌10g/L以上时，返回锌浸出***。经洗涤脱锌后的阳极泥加入C/二氧化锰=0.2倍的碳黑粉（粒度60目），搅拌混合均匀后，放入微波炉中调控微波频率100GHz，功率1000W，进行30分钟辐射，最高温度达到700℃，原料块状二氧化锰被细化，颜色变浅，并混有零星黄色颗粒。

把微波辐射后的阳极泥置于浸出槽中用150g/L的硫酸溶液进行浸出，液/固=3-4，浸出温度90±5℃，一次浸出时间2小时，过滤后滤渣再按上述条件进行二次浸出0.5小时。一次浸出液含锰离子38.53g/L，含锌52.5mg/L，铅25.5mg/L，硫酸52g/L，二次浸出液含锰离子10.1g/L，含锌10.2mg/L，铅10.5mg/L，硫酸120g/L，二次浸出渣含锰3.6%，铅31.2%，银1580g/吨。锰浸出率94.5%。一次浸出液用碳酸氢铵和硫化铵中和净化脱铅、锌、银等杂质，使净化液含杂质总量为5.5mg/L，净化液PH=4.5，然后用氨水和硫酸铵及电解添加剂调制为适合电解锰技术要求的锰电解液进行金属锰的电解，电流效率65.3%，金属锰品质99.56%。

实施例2：用实施例1之锌电解阳极泥用热水洗涤至锌含量为15mg/L后按C/二氧化锰=0.3加入碳黑粉并混合均匀，然后放入微波炉中，调控微波的功率为750W，微波辐射40分钟后，按实例1之浸出条件进行两次浸出，二次浸出渣含锰1.5%，锰浸出率97.8%，一次浸出时，由于返回使用实例1之二次浸出液进行，所得一次浸出液含锰离子45g/L，经碳酸氢铵和硫化铵中和净化后，净化液含重金属杂质总量为1.3mg/L，PH=5，再按电解锰技术要求，用氨水和硫酸铵及电解添加剂SeO₂调制电解液，进行金属锰的电解，电流效率68.5%，金属锰品质99.68%。

实施例3：某锌电解阳极泥含锰42.5%，铅10.3%，银350g/吨，硫酸锌11.5%，按实施例2之条件水洗后加入C/二氧化锰=0.3的焦炭粉，粒度40目，混合均匀后进行微波照射40分钟，再用实施例2之二次浸出液进行一次浸出，实施例2之电解金属锰残液进行二次和三次浸出，一次浸出液含锰离子47.2g/L，浸出渣含锰0.72%，锰浸出率98.8%。一次浸出液用碳酸氢铵和硫化铵中和净化到PH=6，铅，锌含量0.58mg/L，补充硫酸铵至120g/L和电解添加剂进行电解得金属锰品质99.72%，电流效率71.2%。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其特征在于：用热水洗涤锌电解阳极泥至含锌小于100mg/L，然后加入炭粉，并混合均匀置于微波场中进行微波处理；经微波辐射处理后的锌电解阳极泥用硫酸浸出，获得含硫酸锰的浸出液和含银硫酸铅渣，硫酸锰浸出液用碳酸氢铵进行中和，再用硫化铵净化除铅、锌、银杂质，获得硫酸锰净化液和净化渣，硫酸锰净化液用氨水和硫酸铵及电解添加剂调制后进行电解金属锰；其中：

用60-80℃热水洗涤锌电解阳极泥；

加入的碳粉粒度为40-60目，加入的量为C/二氧化锰＝0.2-0.3倍；所述碳粉为炭黑或者木炭粉或者焦炭粉；

微波场的频率100GHz-300GHz，功率为600-2000W，辐射时间为30-40分钟。

2.如权利要求1所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其特征在于：硫酸浸出为2-3次浸出，液/固＝3-4，浸出温度90-95℃，一次浸出时间1-2小时，2-3次浸出0.5-1小时，一次浸出液终酸50-80g/L，2-3次浸出液终酸100-150g/L，获得硫酸锰浸出液和含银硫酸铅渣。

3.如权利要求2所述的一种从锌电解阳极泥中回收锰的方法，其特征在于：一次硫酸锰浸出液用碳酸氢铵中和，用硫化铵净化除铅、锌、银杂质至总含量小于10mg/L；净化后液PH＝4-5，2-3次浸出液返回进行逆流浸出，净化渣与硫酸铅渣合并处理。