CN109208031A - 一种电解金属锰的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解金属锰的生产方法,包括如下步骤(1)原料选择及其处理:选取低品味含硫的、含铁的碳酸锰矿石或/和氧化锰矿石作为原料,并将原料破碎研磨成锰粉;将阳极液、锰粉、浓硫酸混合后产生化合反应,化合反应结束后制备矿浆;(2)净化处理:先将矿浆的Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH值,然后添加净化剂,最后进行多次压滤;(3)电解处理:在溶液中添加电解添加剂后通入直流电进行电解反应;(4)后处理:钝化、淋洗、烘干后包装。本发明利用锰矿石内的铁、硫和氧化锰中的二价锰反应提出从锰粉,采用直接浸取的方法来制备锰溶液,分段对锰溶液进行常规除杂和深度净化之后,去除溶液中重金属杂质。
Description
技术领域
本发明涉及金属锰制备技术领域,具体涉及一种电解金属锰的生产方法。
背景技术
金属锰是一种重要的金属元素,被大量应用于工业领域,主要用于生产锰钢,此外也用于有色金属、化工、医药、食品、分析、科研等方面。它的作用是增加合金属材料的硬度,应用最广的有锰铜合金、锰铝合金,锰在这些合金中能提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂,电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料,电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的,电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰
金属锰通常是选用锰含量高的锰矿石经酸浸出获得锰盐,再送电解槽电解析出的单质金属,但是存在产品S高、电耗高、重金属除杂难等问题,且锰含量过高的锰矿石额昂贵,增加了原料成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低产品中的S和重金属且成本低的电解金属锰的生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种电解金属锰的生产方法,包括如下步骤:
(1)原料选择及其处理
选取低品味含硫的、含铁的碳酸锰矿石或/和氧化锰矿石作为原料,并将原料破碎研磨成90~100目的锰粉;将阳极液、锰粉、浓硫酸按照一定的比例混合后产生化合反应,化合反应的温度为50~60℃,反应时间为3~4h,化合反应结束后添加氨水进行中和制得矿浆;
(2)净化处理
首先在矿浆中添加双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,再添加中和剂调节pH值,pH值为6.5~7.0,然后添加净化剂,最后进行多次压滤,得到清澈透明的溶液;
(3)电解处理
在溶液中添加电解添加剂后通入直流电进行电解反应,电解反应的时间为24~48h;
(4)后处理
将电解后的溶液先进行钝化、淋洗、烘干后包装。
进一步地,步骤(1)中所述阳极液、锰粉、浓硫酸按照一定的比例混合是指:先取样阳极液测量其酸含量Q和锰含量W,然后根据公式(1)计算锰粉的添加量M,根据公式(2)计算浓硫酸的添加量S;
式中,M为锰粉的添加量,X为所需电解液含锰量,W为阳极液的锰含量,V为化合槽的有效体积,R为锰粉的品位;g为浸出率;
S=Mt-QV (2)
式中,S为浓硫酸的添加量,M为锰粉的添加量,t为锰粉的矿酸比,Q为阳极液的酸含量,V为化合槽的有效体积。
进一步地,步骤(1)中所述进行多次压滤是指依次经过三次压滤。
进一步地,步骤(2)所述中和剂为双飞粉或氨水。
进一步地,步骤(3)所述电解反应在电解槽内进行,所述电解槽的阳极采用铅银锡钙四元合金制成,阴极采用不锈钢板制成,电源采用可控硅直流电源。
进一步地,步骤(2)所述净化剂为饱和硫酸铵、福美钠或乙流氮。
本发明提供的电解金属锰的生产方法,从低品味含硫的、含铁的锰矿石中直接浸取的方法来制备硫酸锰溶液,利用铁、硫和锰矿石中的二价锰反应提出从锰粉,分段对锰溶液进行常规除杂和深度净化之后,去除溶液中重金属杂质如Cu、Pb、Ni、Co、As、Sb在≤1mg/l,达到生产电解金属锰溶液质量标准,对合理利用锰矿资源、降低生产成本有着很好的经济效益和社会效益,同时,看提供低品位的碳酸锰矿石的利用率。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的电解金属锰的生产方法包括如下步骤:
(1)原料选择及其处理
选取低品味含硫的、含铁的碳酸锰矿石或/和氧化锰矿石作为原料,现有技术中这类矿石都是被筛选出来的废料,因为其锰含量不高,并且重金属含量高,电解锰的效率不高,并将原料破碎研磨成90目的锰粉,至少要保证90%的粉末小于90目;将阳极液、锰粉、浓硫酸按照一定的比例混合后放入有效体积为300m3的化合槽内产生化合反应,具体地,现在化合槽内倒入140m3的阳极液,抽样检测阳极液中的酸含量Q和锰含量W,检测出酸含量Q和锰含量W,根据公式(1)计算锰粉的添加量M,
式中,M为锰粉的添加量,X为所需电解液含锰量,W为阳极液的锰含量,V为化合槽的有效体积,R为锰粉的品位;g为浸出率;
根据公式(2)计算浓硫酸的添加量S;
S=Mt-QV (2)
式中,S为浓硫酸的添加量,M为锰粉的添加量,t为锰粉的矿酸比,Q为阳极液的酸含量,V为化合槽的有效体积。
将上述份数的阳极液、锰粉、浓硫酸搅拌混合化合反应的温度为50~60℃,反应时间为3~4h,阳极液、锰粉、浓硫酸混合反应时会产生大量的热,足够反应温度需求,所以此阶段的温度无需外接加热,可降低成本,化合反应结束后添加氨水进行中和制得矿浆,此外,锰矿石中的铁、硫和二价锰反应提取锰粉,高效的利用了低品位的锰矿石;
(2)净化处理
首先检测矿浆中是否含有Fe2+,若有,则矿浆中添加双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,直到不含有,再添加中和剂调节pH值,pH值为6.5~7.0,然后添加净化剂,净化剂选择其中一个,饱和硫酸铵、福美钠或乙流氮,最后进行多次压滤,得到清澈透明的溶液,具体地,矿浆被矿浆泵至压滤机进行一次压滤,一次压滤的锰溶液中仍有固体杂质,必须进行二次、三次压滤,确保溶液清澈透明,供电解车间使用。
(3)电解处理
在清澈透明溶液倒入电解槽中并添加电解添加剂,所述电解槽包括电源、用于通电的阴极和阳极、以及位于阳极处的阳极液槽,所述电解槽的阳极采用铅银锡钙四元合金制成,阴极采用不锈钢板制成,电源采用可控硅直流电源;通过将阳极和阴极***溶液中并通直流电进行电解反应,电解反应的时间为24h;
(4)后处理
将电解后的溶液先进行钝化、淋洗、烘干后包装;所述钝化、淋洗是指通过热水浸泡、冲洗、再浸泡、重新去除金属锰表面的粘粘的电解液;所述烘干只是水洗烘干,烘干温度低于110℃,最后包装。
Claims (6)
1.一种电解金属锰的生产方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)原料选择及其处理
选取低品味含硫的、含铁的碳酸锰矿石或/和氧化锰矿石作为原料,并将原料破碎研磨成90~100目的锰粉;将阳极液、锰粉、浓硫酸按照一定的比例混合后产生化合反应,化合反应的温度为50~60℃,反应时间为3~4h,化合反应结束后添加氨水进行中和制得矿浆;
(2)净化处理
首先在矿浆中添加双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,再添加中和剂调节pH值,pH值为6.5~7.0,然后添加净化剂,最后进行多次压滤,得到清澈透明的溶液;
(3)电解处理
在溶液中添加电解添加剂后通入直流电进行电解反应,电解反应的时间为24~48h;
(4)后处理
将电解后的溶液先进行钝化、淋洗、烘干后包装。
2.根据权利要求1所述的电解金属锰的生产方法,其特征在于:步骤(1)中所述阳极液、锰粉、浓硫酸按照一定的比例混合是指:先取样阳极液测量其酸含量Q和锰含量W,然后根据公式(1)计算锰粉的添加量M,根据公式(2)计算浓硫酸的添加量S;
式中,M为锰粉的添加量,X为所需电解液含锰量,W为阳极液的锰含量,V为化合槽的有效体积,R为碳酸锰粉的品位;g为浸出率;
S=Mt-QV (2)
式中,S为浓硫酸的添加量,M为锰粉的添加量,t为锰粉的矿酸比,Q为阳极液的酸含量,V为化合槽的有效体积。
3.根据权利要求1所述的电解金属锰的生产方法,其特征在于:步骤(1)中所述进行多次压滤是指依次经过三次压滤。
4.根据权利要求1所述的电解金属锰的生产方法,其特征在于:步骤(2)所述中和剂为双飞粉或氨水。
5.根据权利要求1所述的电解金属锰的生产方法,其特征在于:步骤(3)所述电解反应在电解槽内进行,所述电解槽的阳极采用铅银锡钙四元合金制成,阴极采用不锈钢板制成,电源采用可控硅直流电源。
6.根据权利要求1所述的电解金属锰的生产方法,其特征在于:步骤(2)所述净化剂为饱和硫酸铵、福美钠或乙流氮。
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