一種電解錳陽極液的綜合回收處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種電解錳陽極液的綜合回收處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前電解錳工業(yè)生產(chǎn)中，由于溶液體系的循環(huán)使用，導(dǎo)致體系的MgSO4累計(jì)達(dá)到150g/L以上，這給生產(chǎn)帶來了很多困難，如:(1)使電解液的粘度、密度增加，導(dǎo)電率下降，造成電解液中的離子擴(kuò)散受到妨礙，槽電壓上升；(2)影響錳產(chǎn)品的純度和品質(zhì)；(3)在電極、設(shè)備和管道中不規(guī)則地析出物質(zhì)，嚴(yán)重的會堵塞生產(chǎn)輸送管道，給操作帶來很大的困難，甚至影響正常生產(chǎn)。
[0003]國內(nèi)許多研究工作者提出了一些電解錳體系中除鎂的方法。有化學(xué)沉淀方法，如劉洪鋼等人[氟化錳沉淀脫除還原氧化錳礦浸出液中鈣鎂[J].礦冶，2007，16(4):25-28.]選用MnF2作為沉淀劑，對含MnSO 4浸出溶液進(jìn)行除鎂試驗(yàn)，鈣和鎂的沉淀率分別達(dá)到96%和99%。有物理結(jié)晶方法，如伍福智等人[酸解法制備硫酸錳的研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，1994，(5):44-46.]根據(jù)MgS(^^ MnSO 4的溶解度差異較大的特點(diǎn)，采用升溫結(jié)晶法實(shí)現(xiàn)硫酸錳與硫酸鎂的分離?；旌先芤后w系在100°C時結(jié)晶析出MnSO4.H2O晶體，母液繼續(xù)蒸發(fā)至一定濃度后，降至室溫(20°(:左右)，靜置結(jié)晶，過濾即可分離去除1%504*7!120及MgSO4.6H20o
[0004]以上方法，都是單一方面考慮除鎂效果，實(shí)際上由于溶液中還含有較高濃度的硫酸錳、硫酸銨等物質(zhì)，在除鎂的過程中，錳有可能跟隨鎂的走向而損失，硫酸銨也會在溶液中結(jié)晶。這樣不僅造成一定的資源浪費(fèi)，而且?guī)磔^大的環(huán)保壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電解錳陽極液的綜合回收處理方法，該方法通過在電解錳陽極液中通入氨氣調(diào)節(jié)PH值，然后加入錳沉淀劑，實(shí)現(xiàn)錳的分離回收；再通過通入氣體吹脫和加入鎂沉淀劑，實(shí)現(xiàn)銨的回收和鎂的分離。最后得到的濾液含有非常少的硫酸鹽，可以作為浸出車間補(bǔ)充液。整個工藝實(shí)現(xiàn)了錳、鎂、銨的綜合處理，具有非常重要的實(shí)際意義。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種電解錳陽極液的綜合回收處理方法，包括以下步驟:
1)在電解錳陽極液中通入氨氣，不斷攪拌并調(diào)節(jié)陽極液的PH值至6~7，然后加入沉錳添加劑進(jìn)行沉錳反應(yīng)，反應(yīng)完成后對料漿進(jìn)行固液分離，得到濾液和含錳濾渣；
2)向步驟I)得到的濾液中加入沉鎂添加劑并繼續(xù)攪拌，同時向?yàn)V液中鼓氣吹脫；
3)將步驟2)吹脫后的料漿固液分離，濾渣為含鈣硫酸鹽和鎂的水合沉淀，濾液作為浸出車間補(bǔ)充液回收利用。
[0007]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，待處理的電解錳陽極液中MnSO4濃度為 30g/L~45g/L，MgSO 4濃度為 120g/L~200g/L，(NH4)2SO4濃度 70g/L~90g/L。
[0008]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，沉錳添加劑為二氧化碳、碳酸銨和碳酸氫銨中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選的，沉錳添加劑為碳酸氫銨，因?yàn)樘妓釟滗@是比較穩(wěn)定且非常容易獲得的物質(zhì)，在化學(xué)沉淀過程中，與錳的化學(xué)反應(yīng)效果較好。
[0009]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，沉錳添加劑的加入量為使電解錳陽極液中Mn2+完全轉(zhuǎn)化為碳酸錳沉淀的理論量的1~1.3倍。進(jìn)一步優(yōu)選的，沉錳添加劑的加入量為使電解錳陽極液中Mn2+完全轉(zhuǎn)化為碳酸錳沉淀的理論量的1.1倍。沉錳添加劑稍微過量，有利于溶液中錳沉淀完全。過量的碳酸銨或碳酸氫銨在后續(xù)吹脫時，都分解成氨氣而回收利用。因此，不會影響到溶液的后處理。
[0010]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，沉錳反應(yīng)的時間為45min~120min。進(jìn)一步優(yōu)選的，沉猛反應(yīng)的時間為60min。由于碳酸氫根存在一個水解平衡，只有釋放的CO32才能和Mn 2+反應(yīng)，因此需要一定的化學(xué)反應(yīng)時間。
[0011]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，沉鎂添加劑為Ca (OH) 2、CaO和CaO水乳液中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選的，沉鎂添加劑為CaO水乳液。由于硫酸鎂和Ca(OH)2能反應(yīng)生成硫酸鈣、氫氧化鎂的混合沉淀，化學(xué)反應(yīng)的趨勢很大，生成的沉淀基本不溶于水，起到較好的固化效果，所以選擇Ca(OH)2做沉淀劑。優(yōu)選為CaO水乳液是因?yàn)槠湓谑袌錾献钊菀撰@得，價格較低廉。
[0012]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，沉鎂添加劑的加入量以Ca元素計(jì)算，Ca元素與電解錳陽極液中Mg2+的摩爾比為2~4:1。更進(jìn)一步優(yōu)選的，Ca元素與電解錳陽極液中Mg2+的摩爾比為3:1。除了沉鎂外，還有硫酸銨也會和Ca(OH) 2、CaO和CaO水乳液中反應(yīng)生成硫酸鈣、氨氣、水，因此，添加的沉淀劑是需要過量。
[0013]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，鼓氣吹脫過程中，向?yàn)V液中鼓入的氣體為空氣、氧氣或氮?dú)?；鼓氣吹脫的時間為120~240min。鼓氣主要是帶出溶液中的殘留氨氣，由于材料易得，所以進(jìn)一步優(yōu)選的氣體為空氣。吹脫后的氣體中含有氨氣，可以用于調(diào)節(jié)下一批的電解錳陽極液的PH值，或者直接通入水中回收氨。將吹脫后的氣體用于調(diào)節(jié)下一批的電解錳陽極液的PH值，實(shí)現(xiàn)了氨氣的內(nèi)部循環(huán)使用，減少了生產(chǎn)成本。通入氨氣，是中和陽極液中的硫酸，使溶液的PH升高到6~7，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:H2S04+2NH3= (NH4)2S04。多余吹脫氣體中的氨氣可以用水直接吸收達(dá)到回收氨的目的，回收的氨用于電解或浸出車間。
[0014]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟I)中，固液分離的方式為重力分離、壓濾分離和離心分離中的一種或幾種。
[0015]上述的綜合回收處理方法，優(yōu)選的，所述步驟3)中，固液分離的方式為壓濾分離。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
I)本發(fā)明的工藝過程中，電解錳陽極液中的錳生成碳酸錳，回收率高，回收的錳可以代替目前的雙飛粉。
[0017]2)本發(fā)明的工藝過程中，吹脫出來的氣體中含有氨氣，可以用于中和下一批待處理的電解錳陽極液，從而使陽極液中的銨得到循環(huán)使用；或者將吹脫出來的氣體通入水中回收氨，回收的氨可用于浸出車間或電解車間，從而使陽極液中的銨得到再利用。
[0018]3)本發(fā)明的工藝過程中，最終獲得的濾液中，MnSO4濃度為0.05g/L~lg/L，MgS04