电解金属锰废渣处理方法转让专利
申请号 : CN201811214139.0
文献号 : CN110735040B
文献日 : 2021-04-30
发明人 : 庞炼红 , 唐诗祝 , 张雪莲 , 庞列培
申请人 : 庞炼红
摘要 :
权利要求 :
1.电解金属锰废渣处理方法,其特征在于,包括以下步骤:A.焙烧石灰石得到生石灰和二氧化碳,生石灰磨粉得到石灰粉;
B.用硫酸铵溶液将电解金属锰废渣浆化,加入石灰粉并加热,回收产生的氨气得到氨水,步骤A产生的二氧化碳通入氨水中得到碳酸氢铵溶液,将加入石灰粉反应得到的溶液浸出,或用硫酸铵溶液将电解金属锰废渣浆化后浸出,加入石灰粉并加热,回收产生的氨气得到氨水,将步骤A产生的二氧化碳气体通入氨水中得到碳酸氢铵溶液;然后将溶液pH调节至
6.0‑6.4,鼓入空气除氧化铁,压滤,得到压滤块A和压滤液A,压滤块A水洗后压滤,得到压滤块B和压滤液B,压滤液B加入压滤液A中循环处理;调节压滤液A的pH至11.5‑12,压滤,得到压滤块C和压滤液C,压滤液C加入压滤液A中循环处理,钾和钠富集后,除去溶液中的硫酸钙,蒸发结晶,分离硫酸钾和硫酸钠,母液加入电解金属锰废渣中循环处理;
C.检验压滤块B中的二氧化硅、氧化钙、氧化铁和氧化铝的含量,按照生产需要计算并添加所需加入的二氧化硅、氧化钙、氧化铝和氧化铁,烘干,预分解,煅烧,得到水泥熟料,煅烧产生的二氧化硫与除尘灰进行粉气分离,二氧化硫用于制硫酸或通入氨水中制备亚硫酸铵,除尘灰加入压滤块B块中与压滤块B块共同煅烧,反复多次,富集硒、锌;
D.压滤块C浆化,浸出,调节pH至6.0‑6.4,硫化除杂,静置,压滤,得到压滤块D和压滤液D,压滤块D加入电解金属锰废渣中循环处理,压滤液D加入氨水调节pH至8.8‑9得到氢氧化锰沉淀和溶液,继续加入氨水溶液调节pH至11.4‑11.8得到氢氧化镁沉淀和溶液,该溶液加入电解金属锰废渣中循环处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤A中,所述磨粉是指磨成80‑100目的粉。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤B中,硫酸铵溶液的用量为溶液中含有的硫酸铵与废渣中含有的钙元素的物质的量之比为1.1:1‑1.4:1。
4.根据权利要求1或2所述的方法,所述浸出是指鼓入二氧化硫浸出或先加入亚硫酸铵溶液,再加入浓硫酸浸出。
5.根据权利要求3所述的方法,所述浸出是指鼓入二氧化硫浸出或先加入亚硫酸铵溶液,再加入浓硫酸浸出。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述二氧化硫的用量为矿浆中含有的二价锰离子的物质的量的1.1‑1.4倍,亚硫酸铵溶液的用量为溶液中含有的亚硫酸铵与矿浆中含有的二价锰离子的物质的量之比为1.1:1‑1.4:1,浓硫酸的用量为溶液中含有的硫酸与矿浆中含有的二价锰离子的物质的量之比为1.1:1‑1.4:1。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述二氧化硫的用量为矿浆中含有的二价锰离子的物质的量的1.1‑1.4倍,亚硫酸铵溶液的用量为溶液中含有的亚硫酸铵与矿浆中含有的二价锰离子的物质的量之比为1.1:1‑1.4:1,浓硫酸的用量为溶液中含有的硫酸与矿浆中含有的二价锰离子的物质的量之比为1.1:1‑1.4:1。
8.根据权利要求1、2、5、6或7所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述烘干温度为200‑
300℃。
9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述烘干温度为200‑300℃。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述烘干温度为200‑300℃。
11.根据权利要求1、2、5、6、7、9或10所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述预分解温度为800‑1200℃。
12.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述预分解温度为800‑1200℃。
13.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述预分解温度为800‑1200℃。
14.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤C中,所述预分解温度为800‑1200℃。
15.根据权利要求1、2、5、6、7、9、10、12、13或14所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:回收烘干过程中产生的氨气得到氨水。
16.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:回收烘干过程中产生的氨气得到氨水。
17.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:回收烘干过程中产生的氨气得到氨水。
18.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:回收烘干过程中产生的氨气得到氨水。
19.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:回收烘干过程中产生的氨气得到氨水。
说明书 :
电解金属锰废渣处理方法
技术领域
背景技术
化碳、氨、氯气等杂质气体。普遍采用的处理方式是修建大型防漏渣库,渣库坝前面设置溢
出水处理设施处理溢出污水,渣库坝则盛装废渣,从而避免有毒有害物质污染土壤、地下污
水排入大江大河。然而,其实际效果并不理想,渣库、污水处理设施投资数额大,运行成本
高,土地占用量大,污水处理效果差,同时,废渣中含有大量的金属、非金属被直接丢弃,浪
费了资源和能源。
产生的洗渣液收集后待下次洗渣反复使用,直至洗渣液中锰、氨氮达到一定浓度后,洗渣液
作为料液供前道电解锰生产补液使用,再补充新水进行洗渣。通过以上技术手段,回收了大
部分水溶性锰和废渣,这些水溶性锰和废渣变成了水泥熟料,同时产出了硫酸,但得到的水
泥熟料中含有的锰元素含量较高,而锰对生料易烧性及水泥熟料的抗压强度具有不利影响
(“锰渣在水泥熟料煅烧中的应用”,邹立,四川水泥,2007,7,33)且得到的水泥熟料中镁含
量超标;洗渣水循环使用,洗渣次数多了之后,会影响水的平衡;电解金属锰生产过程中的
硫化除杂和空气除氧化铁工序产生的硫化渣会带走3.16%‑10.5%的锰,造成了资源的浪费;
同时,该方法只能处理水溶性锰,对酸溶性锰和酸不溶性锰无法处理;操作过程中还有部分
锰存在于废渣中,未得到充分的回收利用。
发明内容
液浸出,或用硫酸铵溶液将电解金属锰废渣浆化后浸出,加入石灰粉并加热,回收产生的氨
气得到氨水,将步骤A产生的二氧化碳气体通入氨水中得到碳酸氢铵溶液;然后将溶液pH调
节至6.0‑6.4,鼓入空气除氧化铁,压滤,得到压滤块A和压滤液A,压滤块A水洗后压滤,得到
压滤块B和压滤液B,压滤液B加入压滤液A中循环处理;调节压滤液A的pH至11.5‑12,压滤,
得到压滤块C和压滤液C,压滤液C加入压滤液A中循环处理,钾和钠富集后,除去溶液中的硫
酸钙,蒸发结晶,分离硫酸钾和硫酸钠,母液加入电解金属锰废渣中循环处理;
料,煅烧产生的二氧化硫与除尘灰进行粉气分离,二氧化硫用于制硫酸或通入氨水中制备
亚硫酸铵,除尘灰加入压滤块B块中与压滤块B块共同煅烧,反复多次,富集硒、锌;
氧化锰沉淀和溶液,继续加入氨水溶液调节pH至11.4‑11.8得到氢氧化镁沉淀和溶液,该溶
液加入电解金属锰废渣中循环处理。
建设成本、土地占用成本及溢出污水治理成本。
液氨等危化用品的运输问题。
之比为1.1:1‑1.4:1,浓硫酸的用量为溶液中含有的硫酸与矿浆中含有的二价锰离子的物
质的量之比为1.1:1‑1.4:1。
产,电解金属锰废渣中的水溶性锰、酸溶性锰和酸不溶性锰生成了氢氧化锰,从而将电解金
属锰的回收率提高至83.5%‑88%。同时,该方法将水泥熟料中锰含量降低至0.232%‑0.520%、
氧化镁含量降低至0.283%‑0.574%,渣中的硅、铁、钙、铝用于生产水泥熟料,变废为宝,减少
污染的同时,实现了资源的回收再利用,生成的水泥熟料也增加了新收益。
吨液氨(约3300元/吨),0.08‑0.16吨含水量15.3%‑24.8%、含锰量55%‑60%的氢氧化锰(约
3300元/吨),即每1吨电解金属锰废渣,可获得新增收益1180‑1865元。
染的同时,实现了资源的回收再利用,生成的水泥熟料也增加了新收益。
吨),0.08‑0.16吨含水量15.3%‑24.8%、含锰量55%‑60%的氢氧化锰(约3300元/吨),即每1吨
电解金属锰废渣,可获得新增收益1180‑1865元。
附图说明
具体实施方式
进和调整,仍属于本发明的保护范围。
学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测该废渣中氧化钙的含量,测得氧化钙
的含量为11.4%;按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)检测
该废渣中氧化镁的含量,测得氧化镁的含量为3.5%)中加入步骤B得到的硫酸铵溶液(用量
为溶液中含有的硫酸铵与废渣中含有的钙元素的物质的量之比为1.1:1)浆化,随后于搅拌
(线速度为10m/s)下缓慢加入步骤A得到的石灰粉(保持溶液的温度为90℃,石灰粉的加入
量为与加入的硫酸铵溶液中含有的硫酸铵的物质的量之比为1.4:1),回收产生的氨气得到
氨水,步骤A产生的二氧化碳通入氨水中得到碳酸氢铵溶液,将加入石灰粉反应后矿浆中于
搅拌(线速度为10m/s)下鼓入二氧化硫(保持溶液的温度为70℃,二氧化硫的加入量为与矿
浆中二价锰离子的物质的量之比为1.1:1),然后用石灰乳调节溶液pH调节至6.0,鼓入空气
除氧化铁,压滤后固液分离,得到压滤块A和压滤液A,压滤块A用温度为50℃的水水洗,压
滤,得到压滤块B和压滤液B,压滤液B用于循环水洗工序;压滤液A加入氢氧化钙溶液,将溶
液pH调节至11.5,压滤,得到压滤块C和压滤液C,压滤液C加入压滤液A中循环处理,钾和钠
富集后,除去溶液中的硫酸钙,蒸发结晶,分离硫酸钾和硫酸钠,母液加入电解金属锰废渣
中循环处理;
化钙的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法
检测,氧化铝的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA
直接滴定法检测,氧化铁的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铁的
测定中EDTA直接滴定法检测),加入二氧化硅、氧化钙、氧化铝和氧化铁,使加入后二氧化硅
的质量含量为22.0%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中二氧化硅的测定中的氟
硅酸钾容量法检测),使加入后氧化钙的质量含量为65.0%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学
分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测),使加入后氧化铝的质量含量为6.3%
(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA直接滴定法检测),
使加入后氧化铁的质量含量为5.0%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二
铁的测定中EDTA直接滴定法检测),于200℃下烘干(回收烘干过程中产生的氨气得到氨
水),然后于800℃下预分解,再于1300℃下煅烧,得到水泥熟料(按照《GB/T 8654.7‑1988
金属锰化学分析方法 电位滴定法测定锰量》检测该水泥熟料中锰的含量,测得锰的含量为
0.317%,按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)测定水泥熟料
中氧化镁含量,测得氧化镁含量为0.427%),煅烧产生的二氧化硫与除尘灰进行粉气分离,
二氧化硫气体通入氨水中制备亚硫酸铵,除尘灰加入压滤块B中与压滤块B共同煅烧,反复
多次,富集除尘灰中的硒、锌等重金属;
分数为10%的硫酸溶液调节pH至6.2,然后硫化除杂,静置60h后压滤,得到压滤块D和压滤液
D,压滤块D置于电解金属锰废渣中循环处理,压滤液D中加入质量分数为17%的氨水溶液调
节pH至8.8,得到氢氧化锰沉淀(按照《GB/T 8654.7‑1988 金属锰化学分析方法 电位滴定
法测定锰量》检测该氢氧化锰沉淀中锰的含量,测得锰的含量为58.4%;按照《GB/T29516‑
2013 锰矿石水分含量测定》检测该氢氧化锰沉淀中水分含量,测得水分含量为17.4%)和溶
液,向溶液中继续加入氨水溶液调节pH至11.4,得到氢氧化镁沉淀和溶液,该溶液加入电解
金属锰废渣中循环处理。
学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测该废渣中氧化钙的含量,测得氧化钙
的含量为13.7 %;按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)检测
该废渣中氧化镁的含量,测得氧化镁的含量为1.9%)中加入硫酸铵溶液(用量为溶液中含有
的硫酸铵与废渣中含有的钙元素的物质的量之比为1.4:1)浆化,随后于搅拌(线速度为
10m/s)下缓慢加入步骤A得到的石灰粉(保持溶液的温度为84℃,石灰粉的加入量为与硫酸
铵溶液中含有的硫酸铵的物质的量之比为1.4:1),回收产生的氨气得到氨水溶液,步骤A产
生的二氧化碳气体通入氨水溶液中得到碳酸氢铵溶液,将加入石灰粉反应后矿浆中于搅拌
(线速度为10m/s)下鼓入二氧化硫(保持溶液的温度为70℃,二氧化硫的加入量为与矿浆中
二价锰离子的物质的量之比为1.4:1),然后用石灰乳调节溶液pH调节至6.3并鼓入空气除
氧化铁,压滤后固液分离,得到压滤块A和压滤液A,压滤块A用温度为50℃的水水洗,压滤,
得到压滤块B和压滤液B,压滤液B用于循环水洗工序;压滤液A加入氢氧化钙溶液,将溶液pH
调节至11.7压滤,得到压滤块C和压滤液C,压滤液C加入压滤液A中循环处理,压滤液C加入
压滤液A中循环处理,钾和钠富集后,除去溶液中的硫酸钙,蒸发结晶,分离硫酸钾和硫酸
钠;
钙的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检
测,氧化铝的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA直
接滴定法检测,氧化铁的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铁的测
定中EDTA直接滴定法检测),使加入后二氧化硅的质量含量为22.3%(按照《GB/T 176‑2017
水泥化学分析方法》中二氧化硅的测定中的氟硅酸钾容量法检测),加入二氧化硅、氧化钙、
氧化铝和氧化铁,使加入后氧化钙的质量含量为65.1%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分
析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测),使加入后氧化铝的质量含量为6.1%(按
照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA直接滴定法检测),使
加入后氧化铁的质量含量为5.2%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铁
的测定中EDTA直接滴定法检测),于300℃下烘干(回收烘干过程中产生的氨气得到氨水),
然后于1200℃下预分解,再于1350℃下煅烧,得到水泥熟料(按照《GB/T 8654.7‑1988 金属
锰化学分析方法 电位滴定法测定锰量》检测该水泥熟料中锰的含量,测得锰的含量为
0.520%,按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)测定水泥熟料
中氧化镁含量,测得氧化镁含量为0.283%),煅烧产生的二氧化硫与除尘灰进行粉气分离,
二氧化硫气体用于制浓硫酸,除尘灰加入压滤块B中与压滤块B共同煅烧,反复多次,富集除
尘灰中的硒、锌等重金属;
量分数为30%的硫酸溶液调节pH至6.0,然后硫化除杂,静置36h后压滤,得到压滤块D和压滤
液D,压滤块D置于电解金属锰废渣中循环处理,压滤液D中加入质量分数为10%的氨水溶液
调节pH至9.0,得到氢氧化锰沉淀(按照《GB/T 8654.7‑1988 金属锰化学分析方法 电位滴
定法测定锰量》检测该氢氧化锰沉淀中锰的含量,测得锰的含量为56.7%;按照《GB/T29516‑
2013 锰矿石水分含量测定》检测该氢氧化锰沉淀中水分含量,测得水分含量为19.3%)和溶
液,向溶液中继续加入氨水溶液调节pH至11.7,得到氢氧化镁沉淀和溶液,该溶液加入电解
金属锰废渣中循环处理。
氨(约3300元/吨),0.08‑0.16吨氢氧化锰(约3300元/吨)。
学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测该废渣中氧化钙的含量,测得氧化钙
的含量为15.2%;按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)检测
该废渣中氧化镁的含量,测得氧化镁的含量为2.7%)中加入其质量6倍的水,然后加入亚硫
酸铵溶液(保持溶液的温度为90℃,亚硫酸铵溶液的加入量为与矿浆中二价锰离子的物质
的量之比为1.2:1),随后加入浓硫酸(用量为溶液中含有的硫酸与矿浆中二价锰离子的物
质的量之比为1.2:1),然后于搅拌(线速度为15m/s)下缓慢加入步骤A得到的石灰粉(保持
溶液的温度为65℃,石灰粉的加入量为与硫酸铵溶液中含有的硫酸铵的物质的量之比为
1.3:1),回收产生的氨气得到氨水溶液,步骤A产生的二氧化碳气体通入氨水溶液中得到碳
酸氢铵溶液,然后用石灰乳调节加入石灰反应后的溶液的pH至6.4,鼓入空气除氧化铁,压
滤后固液分离,得到压滤块A和压滤液A,压滤块A用温度为47℃的水水洗后固液分离,得到
压滤块B和压滤液B,压滤液B用于循环水洗工序;压滤液A加入氢氧化钙溶液,将溶液pH调节
至11.8,压滤,得到压滤块C和压滤液C,压滤液C加入压滤液A中循环处理,压滤液C加入压滤
液A中循环处理,钾和钠富集后,除去溶液中的硫酸钙,蒸发结晶,分离硫酸钾和硫酸钠;
钙的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检
测,氧化铝的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA直
接滴定法检测,氧化铁的含量按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铁的测
定中EDTA直接滴定法检测),使加入后二氧化硅的质量含量为21.6%(按照《GB/T 176‑2017
水泥化学分析方法》中二氧化硅的测定中的氟硅酸钾容量法检测),加入二氧化硅、氧化钙、
氧化铝和氧化铁,使加入后氧化钙的质量含量为64.7%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分
析方法》中氧化钙的测定中高锰酸钾滴定法检测),使加入后氧化铝的质量含量为6.8%(按
照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铝的测定中EDTA直接滴定法检测),使
加入后氧化铁的质量含量为5.1%(按照《GB/T 176‑2017 水泥化学分析方法》中三氧化二铁
的测定中EDTA直接滴定法检测),于240℃下烘干(回收烘干过程中产生的氨气得到氨水),
然后于900℃下预分解,再于1440℃下煅烧,得到水泥熟料(按照《GB/T 8654.7‑1988 金属
锰化学分析方法 电位滴定法测定锰量》检测该水泥熟料中锰的含量,测得锰的含量为
0.232%,按照《GB/T176‑2008水泥化学分析法》中的EDTA滴定差减法(代用法)测定水泥熟料
中氧化镁含量,测得氧化镁含量为0.574%),煅烧产生的二氧化硫与除尘灰进行粉气分离,
二氧化硫气体用于制浓硫酸,除尘灰加入硫酸钙压滤块中与硫酸钙压滤块共同煅烧,反复
多次,富集除尘灰中的硒、锌等重金属;
量分数为30%的硫酸溶液调节pH至6.1,然后硫化除杂,静置30h后压滤,得到压滤块D和压滤
液D,压滤块D置于电解金属锰废渣中循环处理,压滤液D中加入质量分数为10%的氨水溶液
调节pH至8.9,得到氢氧化锰沉淀(按照《GB/T 8654.7‑1988 金属锰化学分析方法 电位滴
定法测定锰量》检测该氢氧化锰沉淀中锰的含量,测得锰的含量为55.9%;按照《GB/T29516‑
2013 锰矿石水分含量测定》检测该氢氧化锰沉淀中水分含量,测得水分含量为22.7%)和溶
液,向溶液中继续加入氨水溶液调节pH至11.7,得到氢氧化镁沉淀和溶液,该溶液加入电解
金属锰废渣中循环处理。
氨(约3300元/吨),0.08‑0.16吨氢氧化锰(约3300元/吨)。
将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。