CN114655987A - 一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法 - Google Patents

一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法 Download PDF

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Abstract

一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法，将电解锰阳极渣用硫酸加双氧水浸取反应，生成硫酸锰溶液，压滤去除富铅渣备用。再将滤液经陶瓷膜过滤加入工业级二氧化锰搅拌，同时缓慢加入浓氨水反应两小时，加温至60℃过滤，滤渣经水洗、喷雾干燥、除磁、包装即为成品四氧化三锰出售，滤液加入石灰乳脱氨制备氨水，乳液经浓密压滤、烘干生成硫酸钙固体，烘干破碎包装出售，滤液经多效蒸发制去离子水用于前工艺步骤。富铅渣加入焦炭用烟化炉冶炼回收铅和贵金属，本方法通过对电解锰生产工艺的研究，实现电解锰阳极渣高值化综合利用并推动锰行业高质量发展。

Description

一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法。
背景技术
电解锰阳极渣来源于湿法生产电解锰工艺的副产物，每生产一吨电解锰约产生0.1吨阳极渣，其主要成分是二氧化锰、硫酸铵、氧化铅、硫酸铅等。属危险废物。目前大多数企业都交给固废处理中心处理。如何将其高值化利用是每个电解锰生产企业追求的目标。
发明内容
为解决上述技术中存在的技术问题，鉴于此，有必要提供一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法。
一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取得电解锰阳极渣，按固液比1：10加入去离子水制成浆液，加入浓硫酸和双氧水使体系中浓硫酸与双氧水模尔比为1:1，在连续反应浸取槽内进行混合、搅拌，反应时间为2h，获得混合物，混合物包括硫酸锰溶液和含有铅、银的废渣，混合物经陶瓷膜过滤浓密，取得过滤后的硫酸锰溶液与底部浓液，使用隔膜压滤机对所述底部浓液压滤，取得废渣A；
(2)将过滤后的硫酸锰溶液，按锰含量1：0.8加入二氧化锰粉，缓慢加入高浓度氨水，在密闭定转子反应器内反应2h，PH值到7.0时反应完全，生成含有四氧化三锰的浆液，将含有四氧化三锰的浆液加温至60℃经陶瓷膜过滤浓密，获得滤液B与底部四氧化三锰浓浆，底部四氧化三锰浓浆经渣浆泵打入洗涤器用去离子水洗涤后，用隔膜泵打入喷雾干燥塔，经净化后的烟化炉尾气烘干，烘干后的四氧化三锰从塔底部经髙磁除磁装置、转子流量计计量包装；
(3)滤液B加入碳酸氢铵，使滤液中未反应完的硫酸锰生成碳酸锰沉淀过滤，得到净化后的硫酸铵溶液，将净化后的硫酸铵溶液打入配浆槽配入石灰乳，流入蒸氨塔，用烟化炉余热在90℃的温度下蒸氨，塔顶出来的氨气用氢冷凝塔冷水吸收制成高浓度氨水循环利用，脱氨后的浆液经压滤使硫酸钙固液分离，分离后的液体再经多效蒸发制取去离子水循环利用；
(4)将废渣A按重量比1：1配入焦炭，加入烟化炉冶炼铅银合金，烟气经蒸氨塔冷却结晶出铅晶体与烟化炉尾气，烟化炉尾气经带式除尘净化后循环利用，排入大气。
较佳的，步骤(1)中浓硫酸浓度为93％。
较佳的，步骤(1)中双氧水浓度为25％-35％。
较佳的，步骤(1)中混合物锰含量大于40g/l。
较佳的，步骤(2)中高浓度氨水浓度为30％-40％。
较佳的，步骤(3)中硫酸铵溶液和石灰乳体积比为1：1。
较佳的，步骤(4)中废渣A为富铅渣。
由上述技术方案可知，本发明提供的一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法，为电解锰行业高质量发展提供技术支撑，四氧化三锰是目前锰酸锂电池生产的前驱体材料，随着近几年电池工业的迅猛发展和电解锰价格上涨，四氧化三锰市场已出现高价难求的局面，本方法通过对电解锰生产工艺的研究，实现电解锰阳极渣高值化综合利用并锰行业高质量发展。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的目的在于提供一种利用电解锰阳极渣生产电池级四氧化三锰联产铅银合金的工艺方法，实现电解锰阳极渣高值化综合利用和锰行业高质量发展。
本发明实施的理论依据如下：
MnO2+H2SO4+H2O2＝MnSO4+2H2O+O2
2MnSO4+MnO2+4NH3+4H2O＝Mn3O4+2(NH4)2SO4+2H2O
本发明包括如下步骤
(1)取得电解锰阳极渣，按固液比1：10加入去离子水制成浆液，加入93％浓硫酸和25％-35％双氧水使体系中浓硫酸与双氧水模尔比为1:1，在连续反应浸取槽内进行混合、搅拌，反应时间为2h，获得混合物，混合物包括硫酸锰溶液和含有铅、银的废渣，混合物锰含量大于40g/l，经陶瓷膜过滤浓密，取得过滤后的硫酸锰溶液与底部浓液，使用隔膜压滤机对所述底部浓液压滤，取得富铅渣；
(2)将过滤后的硫酸锰溶液，按锰含量1：0.8加入二氧化锰粉，缓慢加入30％-40％高浓度氨水，在密闭定转子反应器内反应2h，PH值到7.0时反应完全，生成含有四氧化三锰的浆液，将含有四氧化三锰的浆液加温至60℃经陶瓷膜过滤浓密，获得含有未反应完硫酸锰滤液与底部四氧化三锰浓浆，底部四氧化三锰浓浆经渣浆泵打入洗涤器用去离子水洗涤后，用隔膜泵打入喷雾干燥塔，经净化后的烟化炉尾气烘干，烘干后的四氧化三锰从塔底部经髙磁除磁装置、转子流量计计量包装；
(3)含有未反应完硫酸锰滤液加入碳酸氢铵，使滤液中未反应完的硫酸锰生成碳酸锰沉淀过滤，得到净化后的硫酸铵溶液，将净化后的硫酸铵溶液按体积比1：1打入配浆槽配入石灰乳，流入蒸氨塔，用烟化炉余热在90℃的温度下蒸氨，塔顶出来的氨气用氢冷凝塔冷水吸收制成高浓度氨水循环利用,可以直接拿来应用在步骤(2)中，干净环保，不造成资源浪费，脱氨后的浆液经压滤使硫酸钙固液分离，硫酸钙固体烘干破碎包装，可以拿来使用出售，分离后的液体再经多效蒸发制取去离子水循环利用，可以直接拿来应用在步骤(1)和步骤(2)中用到去离子水的工艺；
(4)将废渣A按重量比1：1配入焦炭，加入烟化炉冶炼铅银合金，烟气经蒸氨塔冷却结晶出铅晶体与烟化炉尾气，烟化炉尾气经带式除尘净化后循环利用，可以直接拿来应用在步骤(2)中烘干四氧化三锰，达到废弃保准，排入大气。
本发明将电解锰阳极渣用硫酸加双氧水浸取反应，生成硫酸锰溶液，压滤去除富铅渣备用。再将滤液经陶瓷膜过滤加入工业级二氧化锰搅拌，同时缓慢加入浓氨水反应两小时，加温至60℃过滤，滤渣经水洗、喷雾干燥、除磁、包装即为成品四氧化三锰出售，滤液加入石灰乳脱氨制备氨水，乳液经浓密压滤、烘干生成硫酸钙固体，烘干破碎包装出售，用于建筑行业，不造成资源浪费，滤液经多效蒸发制去离子水用于前工艺步骤。富铅渣加入焦炭用烟化炉冶炼回收铅和贵金属。

Claims (7)

1.一种生产四氧化三锰联产铅银合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取得电解锰阳极渣，按固液比1：10加入去离子水制成浆液，加入浓硫酸和双氧水使体系中浓硫酸与双氧水模尔比为1:1，在连续反应浸取槽内进行混合、搅拌，反应时间为2h，获得混合物，所述混合物包括硫酸锰溶液和含有铅、银的废渣，混合物经陶瓷膜过滤浓密，取得过滤后的硫酸锰溶液与底部浓液，使用隔膜压滤机对所述底部浓液压滤，取得废渣A；
(2)将所述过滤后的硫酸锰溶液，按锰含量1：0.8加入二氧化锰粉，缓慢加入高浓度氨水，在密闭定转子反应器内反应2h，PH值到7.0时反应完全，生成含有四氧化三锰的浆液，将所述含有四氧化三锰的浆液加温至60℃经陶瓷膜过滤浓密，获得滤液B与底部四氧化三锰浓浆，所述底部四氧化三锰浓浆经渣浆泵打入洗涤器用去离子水洗涤后，用隔膜泵打入喷雾干燥塔，经净化后的烟化炉尾气烘干，烘干后的四氧化三锰从塔底部经髙磁除磁装置、转子流量计计量包装；
(3)所述滤液B加入碳酸氢铵，使滤液中未反应完的硫酸锰生成碳酸锰沉淀过滤，得到净化后的硫酸铵溶液，将所述净化后的硫酸铵溶液打入配浆槽配入石灰乳，流入蒸氨塔，用烟化炉余热在90℃的温度下蒸氨，塔顶出来的氨气用氢冷凝塔冷水吸收制成高浓度氨水循环利用，脱氨后的浆液经压滤使硫酸钙固液分离，分离后的液体再经多效蒸发制取去离子水循环利用；
(4)将所述废渣A按重量比1：1配入焦炭，加入烟化炉冶炼铅银合金，烟气经蒸氨塔冷却结晶出铅晶体与烟化炉尾气，所述烟化炉尾气经带式除尘净化后循环利用，排入大气。
2.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤(1)中浓硫酸浓度为93％。
3.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，步骤(1)中双氧水浓度为25％-35％。
4.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，步骤(1)中混合物锰含量大于40g/l。
5.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤(2)中高浓度氨水浓度为30％-40％。
6.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤(3)中硫酸铵溶液和石灰乳体积比为1：1。
7.根据权利要求1所述的利用电解锰阳极渣生产四氧化三锰的方法，其特征在于，所述步骤(4)中废渣A为富铅渣。
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