CN109485098B - 一种硫酸锰的结晶方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
一种硫酸锰的结晶方法及其产品,涉及一种硫酸锰的加工方法。采取如下步骤：原液升温结晶→母液冷却→母液调酸→萃取增浓→原液升温结晶。在常压下加热经过萃取浓缩和提纯的高浓度、高纯度的硫酸锰溶液，结晶出一水硫酸锰，结晶母液返回萃取工序继续浓缩，达到结晶母液循环使用，解决了现有技术需要蒸发大量水分或高压高温以及废水难于处理的问题。实现了无需高压和高温，免蒸发就可结晶，能耗和生产成本低，结晶母液循环使用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸锰的加工方法。
背景技术
在硫酸锰的结晶过程中，现有采用的方法是以下2种：一是在常压下蒸发，原液大量的水分被蒸发而浓缩成过饱和液体，使得硫酸锰晶体析出；二是将原液加压升温，使得硫酸锰溶液过饱和产生晶体析出。第1种方法由于要蒸发大量的水，能耗大。第2种方法对压力容器设备要求高，过程压力大、温度高，对操作要求很高，且有大量的沉锰尾水需要处理，成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存的问题，公开一种无需高压和高温，免蒸发就可结晶的，能耗和生产成本低，结晶母液循环使用的一种硫酸锰的结晶方法及其产品。
本发明的技术解决方案是：一种硫酸锰的结晶方法，其特殊之处在于：采取如下步骤：原液升温结晶→母液冷却→母液调酸→萃取增浓→原液升温结晶。
进一步地，所述原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液通过间壁加热，将温度升高到至少90℃,保温陈化产生硫酸锰结晶，趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体和结晶母液。
更进一步地，反锰液的含锰量为150-200g/L，优选160-198g/L，170-195g/L，175-193g/L，180-190g/L。
更进一步地，通过间壁加热，将温度升高至100-110℃，优选105℃。
更进一步地，保温陈化1-4小时，优选2-3小时。
进一步地，所述母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到常温。
进一步地，所述母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸调制成萃取用的反锰酸。
更进一步地，浓硫酸的浓度为w/w=95-98%。
更进一步地，加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.072- 0.10/1 。
进一步地，所述萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=3-5/1，使得反锰液含锰量至少在150g/L，储存,进入下一轮加热结晶。
更进一步地，反锰液的含锰量为150-200g/L，优选160-198g/L，170-195g/L，175-193g/L，180-190g/L。
本发明由于采用了以上技术方案，在常压下加热经过萃取浓缩和提纯的高浓度、高纯度的硫酸锰溶液，结晶出一水硫酸锰，结晶母液返回萃取工序继续浓缩，达到结晶母液循环使用，解决了现有技术需要蒸发大量水分或高压高温以及废水难于处理的问题。实现了无需高压和高温，免蒸发就可结晶，能耗和生产成本低，结晶母液循环使用的目的。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明，下面结合附图用具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施方式：一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：原液升温结晶→母液冷却→母液调酸→萃取增浓→原液升温结晶。
进一步地，所述原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液通过间壁加热，将温度升高到至少90℃,保温陈化产生硫酸锰结晶，趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体和结晶母液。
更进一步地，通过间壁加热，将温度升高至100-110℃，优选105℃。低于90℃会出现硫酸锰结晶率降低，由于未加压，尽管溶液浓度高，会有沸点上升，但不会高于110℃。
更进一步地，保温陈化1-4小时，优选2-3小时。低于1小时会出现硫酸锰结晶颗粒过细，液固分离困难，多于4小时会出现结晶已经达到颗粒要求，继续保温会造成能源浪费现象，使生产成本上升；机时也造成浪费，使得设备投资增大。
进一步地，所述母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到常温。
进一步地，所述母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸调制成萃取用的反锰酸。
更进一步地，浓硫酸的浓度为w/w=95-98%。
更进一步地，加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.072- 0.10/1。低于0.072/1会出现反锰酸浓度不够，反锰液中含锰低于175g/L；高于0.10/1会出现反锰酸浓度过高，反锰液中含锰高于200g/L，致使反锰液过饱和，萃取过程中产生结晶，造成萃取操作困难。
进一步地，所述萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=3-5/1，使得反锰液含锰量至少在150g/L，储存,进入下一轮加热结晶。
更进一步地，反锰液的含锰量为155-200g/L，优选160-198g/L，170-195g/L，175-193g/L，180-190g/L。含锰量低于150g/L会出现结晶效率低，设备利用率低的现象；高于200g/L会出现反锰液过饱和，萃取过程中产生结晶，造成萃取操作困难。
实施例1：一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：原液升温结晶→母液冷却→母液调酸→萃取增浓→原液升温结晶。
实施例2：一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：
a.原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液（含锰：170-200g/L）通过间壁加热，将温度升高到100-110℃,保温，陈化，产生硫酸锰结晶。趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体产品和结晶母液。
b.母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到常温。
c.母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸（w/w=95-98%），加入浓硫酸，调制成萃取用的反锰酸。
d.萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相的比值，使得反锰液浓缩到含锰在170-200g/L之间。储存,等待下一轮加热结晶。
实施例3: 一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：
a.原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液（含锰：170-200g/L）通过间壁加热，将温度升高到100-110℃,保温，陈化1小时，产生硫酸锰结晶。趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体产品和结晶母液。
b.母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到40℃。
c.母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸（w/w=95-98%），加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.072/1 ，调制成萃取用的反锰酸。
d.萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=3/1，使得反锰液含锰在170g/L左右。储存,有待下一轮加热结晶。
实施例4:一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：
a.原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液（含锰：170-200g/L）通过间壁加热，将温度升高到100-110℃,保温，陈化2小时，产生硫酸锰结晶。趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体产品和结晶母液。
b.母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到30℃。
c.母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸（w/w=95-98%），加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.085/1 ，调制成萃取用的反锰酸。
d.萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=4/1，使得反锰液含锰在185g/L左右。储存,有待下一轮加热结晶。
实施例5: 一种硫酸锰的结晶方法，采取如下步骤：
a.原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液（含锰：170-200g/L）通过间壁加热，将温度升高到100-110℃,保温，陈化4小时，产生硫酸锰结晶。趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体产品和结晶母液。
b.母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到35℃。
c.母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸（w/w=95-98%），加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.10/1 ，调制成萃取用的反锰酸。
d.萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=5/1，使得反锰液含锰在200g/L左右。储存,有待下一轮加热结晶。
本发明有关实验数据如下：
表1本发明硫酸锰 温度-溶解度表
表2本发明相关检测数据表
本发明的实施例不限于以上例举，凡是本发明技术方案参数范围内及参数范围外附近每个技术要素点，以及本领域技术人员能依据本发明技术方案进行推理、扩展、排列组合的技术特征都属本发明实施例例举的范围。
Claims (12)
1.一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：采取如下步骤：
a.原液升温结晶：将锰萃取流程中产生的高纯高浓度反锰液通过间壁加热，将温度升高到至少90℃,保温陈化产生硫酸锰结晶，趁热通过液固分离后，获得一水硫酸锰晶体和结晶母液；
b.母液冷却：将通过液固分离后的硫酸锰结晶母液与待加热的原液进行间壁法热交换，使硫酸锰结晶母液冷却到常温；
c.母液调酸：将冷却后的结晶母液中加入浓硫酸调制成萃取用的反锰酸；
d. 萃取增浓：将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）=3-5/1，使得反锰液含锰量至少在150g/L，储存,进入下一轮加热结晶。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述通过间壁加热，将温度升高至100-110℃。
3.根据权利要求2所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述通过间壁加热，将温度升高至105℃。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：保温陈化1-4小时。
5.根据权利要求4所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：保温陈化2-3小时。
6.根据权利要求1所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：在母液调酸步骤中，加入浓硫酸与结晶母液的体积比为 0.072- 0.10/1。
7.根据权利要求1或6所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述浓硫酸的浓度为w/w=95-98%。
8.根据权利要求1所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述萃取增浓，将反锰酸用于锰萃取流程的反锰段，控制有机相/水相（O/A）= 4/1，使得反锰液含锰为155-200g/L，储存,进入下一轮加热结晶。
9.根据权利要求8所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述反锰液含锰为160-198g/L。
10.根据权利要求9所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述反锰液含锰为170-195g/L。
11.根据权利要求10所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述反锰液含锰为175-193g/L。
12.根据权利要求11所述的一种硫酸锰的结晶方法，其特征在于：所述反锰液含锰为180-190g/L。
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