專利名稱：一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶煉爐氣環(huán)保治理領(lǐng)域，特別涉一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法。背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的冶煉爐氣中二氧化硫的處理大多采用比較成熟的石灰石/石灰法，所產(chǎn)生的石膏其實是很難加以利用，將會產(chǎn)生二次污染，僅僅起到了脫硫的目的，同時脫硫過程的運行費用很高。傳統(tǒng)的硫酸錳的生產(chǎn)，是采用氧化錳礦粉與黃鐵礦粉配漿和工業(yè)硫酸在加熱90° C左右攪拌下反應(yīng)浸出，由于渣量大，浸出率低，同時能耗高，造成生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。傳統(tǒng)的硫酸錳生產(chǎn)其除雜過程是在浸出的漿料中一次性完成的，全部的雜質(zhì)包括重金屬等都將進入錳礦渣中，使得本來可綜合回收利用的礦渣無法再次利用，并嚴重的污染了環(huán)境，也使氧化錳礦中的其它有色金屬等資源浪費，所排出的錳礦渣也不符合危險廢物浸出毒性標準。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對目前含二氧化硫冶煉爐氣處理成本高，硫酸錳生產(chǎn)能耗高等問題，提出了一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法。本發(fā)明擬采取的技術(shù)方案為；一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法，其特征在于該方法由以下工序組成二氧化錳礦粉配漿一在反應(yīng)器中通入含二氧化硫的冶煉爐氣與二氧化錳礦漿進行反應(yīng)一過濾I—濾液氧化降酸除鐵一過濾II—除雜一精濾一蒸發(fā)結(jié)晶一干燥計量包裝，其中二氧化錳礦粉配漿工序的工藝條件為在常溫下，將二氧化錳礦粉與水混合，固液質(zhì)量比控制在1 :3 6，工藝連續(xù)后，用工藝水替代新水；在反應(yīng)器中通入含二氧化硫的冶煉爐氣與二氧化錳礦漿進行反應(yīng)工序的工藝條件為在反應(yīng)器的底部向上通入含二氧化硫的冶煉爐氣，含硫冶煉爐氣與反應(yīng)器上部向下噴淋的二氧化錳礦粉料漿進行反應(yīng)，反應(yīng)時間為10 30分鐘，反應(yīng)過程中用碳酸錳礦粉或石灰石粉將料漿的PH值控制在3. 5 6. 5，達標尾氣排空，不達標尾氣繼續(xù)參加反應(yīng)；過濾I工序的工藝條件為在反應(yīng)器中反應(yīng)完畢的料液用壓濾機進行壓濾，濾渣洗滌后排放，洗滌水返回配漿工序，濾液進入氧化降酸除鐵工序；濾液氧化降酸除鐵工序的工藝條件為向濾液中加入配漿工序中二氧化錳礦粉重量的3-10%的氧化劑，氧化劑是二氧化錳礦粉或夾生貧雜錳礦粉，用碳酸錳礦粉或石灰石粉調(diào)節(jié)漿料PH值，漿料PH值調(diào)到5. 0 6. 0，攪拌時間1 2小時；過濾II工序的工藝條件為將上步工序的料漿用過濾機進行過濾，濾渣返回二氧化錳礦粉配漿工序，濾液進入除雜工序；除雜工序的工藝條件為在濾液中加入濾液中重金屬含量等摩爾1 2倍量的除雜劑，除雜劑是硫化鈉或硫化錳，攪拌10 60分鐘，再進行精濾；精濾工序的工藝條件為利用壓濾機進行壓濾，濾渣用于回收重金屬，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶工序；蒸發(fā)結(jié)晶工序的工藝條件為在蒸發(fā)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶并完成固液分離，固體為產(chǎn)品硫酸錳，蒸發(fā)冷凝水進入二氧化錳礦粉配漿工序；干燥計量包裝工序的工藝條件為將得到的固體硫酸錳產(chǎn)品干燥后計量包裝。錳礦中的有效成分是二氧化錳，二氧化錳是一種強氧化劑，在酸性介質(zhì)中，其電化反應(yīng)和電位如下Mn02+4 H+ +2e Mn2 ++2H20 E0=L 23V
二氧化硫易溶于水，其水合產(chǎn)物為亞硫酸，亞硫酸是一種只能存在于水溶液的弱酸，它具有氧化性，也具有還原性，其標準電位如下在酸性溶液中
H2S03+4 H+ +4e S+3H20E0=O. 45V
SO42+4 H+ +2e H2S03+H20 E0=O. 17V在堿性溶液中
SO42 +H20+2e SO32 +20H E0 =0. 93V很顯然，亞硫酸的還原性要強于氧化性，利用亞硫酸的還原性和二氧化錳的氧化性而設(shè)計的氧化還原反應(yīng)體系，其熱力學(xué)趨勢是顯而易見的。用錳礦粉的水漿，在反應(yīng)器內(nèi)吸收煙氣中的二氧化硫生成連二硫酸錳和硫酸錳，其反應(yīng)式如下
Mn02+2S02=MnS206MnS206=MnS04+S02
總反應(yīng)式如下+ H2O+ MnO2 = MnSO4 · H2O
在0-100°(溫度范圍內(nèi)，經(jīng)過熱力學(xué)計算，反應(yīng)式胞02+502=111^04的AG°T<0，所以該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)。本發(fā)明可使含二氧化硫的冶煉爐氣得到環(huán)保處理，充分回收和利用了硫資源、錳礦中的有價金屬和廢錳礦渣等資源，實現(xiàn)了資源的綜合利用，清洗過的廢礦渣用于生產(chǎn)免燒磚，同時可實現(xiàn)水的封閉利用，從而保證了后續(xù)工藝的零排放。本技術(shù)工藝可連續(xù)操作，對不達標的尾氣可進行二 三段吸收，最終使二氧化硫的脫除率達到95%以上，錳的綜合回收率達到90%以上。四

圖1為本發(fā)明工藝流程圖
五具體實施例方式
實施例1
一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法，稱取含二氧化錳30%的氧化錳礦粉1. 864噸，在常溫下，將二氧化錳礦粉與水混合進行配漿，固液質(zhì)量比控制在1 :3，工藝連續(xù)后，用工藝水替代新水，在反應(yīng)器的底部向上通入13萬m3/h的含8000mg/m3 二氧化硫的冶煉爐氣，與反應(yīng)器上部向下噴淋的二氧化錳礦漿進行反應(yīng)，反應(yīng)過程中利用石灰石粉將料漿的PH值控制在3. 5，達標尾氣(二氧化硫含量不高于100毫克/立方米)排空，不達標尾氣繼續(xù)參加反應(yīng)，反應(yīng)時間30分鐘，反應(yīng)器中反應(yīng)完畢的料液利用壓濾機進行壓濾，濾渣洗滌后排放用于生產(chǎn)免燒磚，洗滌水返回配漿工序，濾液進入氧化降酸除鐵工序，在濾液中加入含二氧化錳30%氧化錳礦粉56kg，再用碳酸錳礦粉調(diào)節(jié)漿料PH值，漿料PH值調(diào)到5. 0，攪拌時間1小時，進行氧化降酸除鐵，將上步工序的料液用過濾機進行過濾II工序，濾渣返回二氧化錳礦粉配漿工序，濾液進入除雜工序，在濾液中加入濾液中重金屬含量等摩爾1倍量的硫化錳，攪拌60分鐘，再用壓濾機進行精濾，濾渣用于回收重金屬，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶工序，在蒸發(fā)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶并完成固液分離，固體為硫酸錳產(chǎn)品，蒸發(fā)冷凝水進入二氧化錳礦粉配漿工序，干燥后得到固體硫酸錳產(chǎn)品一噸，對產(chǎn)品計量包裝。經(jīng)分析檢測，產(chǎn)品符合工業(yè)級硫酸錳標準(HG/T 2962-2010) 二級標準。本實施例二氧化硫的脫除率達到96%，錳的綜合回收率達到92%。實施例2
一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法，稱取含二氧化錳40%的氧化錳礦粉1. 398噸，在常溫下，將二氧化錳礦粉與水混合進行配漿，固液質(zhì)量比控制在1 :4，工藝連續(xù)后，用工藝水替代新水，在反應(yīng)器的底部向上通入13萬m3/h的含12000mg/m3 二氧化硫的冶煉爐氣，與反應(yīng)器上部向下噴淋的二氧化錳礦漿進行反應(yīng)，反應(yīng)過程中用碳酸錳礦粉將料漿的PH值控制在5，達標尾氣(二氧化硫含量低于100毫克/立方米)排空，不達標尾氣繼續(xù)參加反應(yīng)，反應(yīng)時間20分鐘，反應(yīng)器中反應(yīng)完畢的料液利用壓濾機進行壓濾，濾渣洗滌后排放用于生產(chǎn)免燒磚，洗滌水返回配漿工序，濾液進入氧化降酸除鐵工序，在濾液中加入含40%二氧化錳的氧化錳礦粉90kg，再用碳酸錳礦粉調(diào)節(jié)漿料PH值，漿料PH值調(diào)到6. 0，攪拌時間1. 5小時，進行氧化降酸除鐵，將上步工序的料液用過濾機進行過濾II工序，濾渣返回氧化錳礦粉配漿工序，濾液進入除雜工序，在濾液中加入濾液中重金屬含量等摩爾1.5倍量的硫化錳，攪拌35分鐘，再用壓濾機進行精濾，濾渣用于回收重金屬，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶工序，在蒸發(fā)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶并完成固液分離，固體為硫酸錳產(chǎn)品，蒸發(fā)冷凝水進入二氧化錳礦粉配漿工序，干燥后得到固體硫酸錳產(chǎn)品一噸，對產(chǎn)品計量包裝。經(jīng)分析檢測，產(chǎn)品符合飼料級硫酸錳標準(HG/T四36-1999)。本實施例二氧化硫的脫除率達到96%，錳的綜合回收率達到94%。實施例3
一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法，稱取含二氧化錳50%的氧化錳礦粉1. 1184噸，在常溫下，將二氧化錳礦粉與水混合進行配漿，固液質(zhì)量比控制在1 :6，工藝連續(xù)后，用工藝水替代新水，在反應(yīng)器的底部向上通入13萬m3/h的含15000mg/m3 二氧化硫的冶煉爐氣，與反應(yīng)器上部向下噴淋的二氧化錳礦漿進行反應(yīng)，反應(yīng)過程中利用石灰石粉將料漿的PH值控制在6. 5，達標尾氣(二氧化硫含量低于100毫克/立方米)排空，不達標尾氣繼續(xù)參加反應(yīng)，反應(yīng)時間10分鐘，反應(yīng)器中反應(yīng)完畢的料液利用壓濾機進行壓濾，濾渣排放用于生產(chǎn)免燒磚，洗滌水返回配漿工序，濾液進入氧化降酸除鐵工序，在濾液中加入含二氧化錳20%的夾生貧雜錳礦粉^Okg,再用石灰石粉調(diào)節(jié)漿料PH值，漿料PH值調(diào)到6. 0，攪拌時間2小時，進行氧化降酸除鐵，將上步工序的料液用壓濾機進行壓濾II工序，濾渣返回二氧化錳礦粉配漿工序，濾液進入除雜工序，在濾液中加入濾液中重金屬含量等摩爾2倍量的硫化鈉，攪拌10分鐘，再用壓濾機進行精濾，濾渣用于回收重金屬，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶工序，在蒸發(fā)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶并完成固液分離，固體為硫酸錳產(chǎn)品，蒸發(fā)水進入二氧化錳礦粉配漿工序，干燥后得到固體硫酸錳產(chǎn)品一噸，對產(chǎn)品計量包裝。經(jīng)分析檢測，產(chǎn)品符合工業(yè)級硫酸錳標準(HG/T 2962-2010) 一級標準。本實施例二氧化硫的脫除率達到96%，錳的綜合回收率達到93%。
權(quán)利要求
1. 一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法，其特征在于該方法由以下工序組成二氧化錳礦粉配漿一在反應(yīng)器中通入含二氧化硫的冶煉爐氣與二氧化錳礦漿進行反應(yīng)一過濾I —濾液氧化降酸除鐵一過濾II—除雜一精濾一蒸發(fā)結(jié)晶一干燥計量包裝，其中二氧化錳礦粉配漿工序的工藝條件為在常溫下，將二氧化錳礦粉與水混合，固液質(zhì)量比控制在1 3 6，工藝連續(xù)后，用工藝水替代新水；在反應(yīng)器中通入含二氧化硫的冶煉爐氣與二氧化錳礦漿進行反應(yīng)工序的工藝條件為在反應(yīng)器的底部向上通入含二氧化硫的冶煉爐氣，含硫冶煉爐氣與反應(yīng)器上部向下噴淋的二氧化錳礦粉料漿進行反應(yīng)，反應(yīng)時間為10 30分鐘，反應(yīng)過程中用碳酸錳礦粉或石灰石粉將料漿的PH值控制在3. 5 6. 5，達標尾氣排空，不達標尾氣繼續(xù)參加反應(yīng)；過濾I工序的工藝條件為在反應(yīng)器中反應(yīng)完畢的料液用壓濾機進行壓濾，濾渣洗滌后排放，洗滌水返回配漿工序，濾液進入氧化降酸除鐵工序；濾液氧化降酸除鐵工序的工藝條件為向濾液中加入配漿工序中二氧化錳礦粉重量的3-10%的氧化劑，氧化劑是二氧化錳礦粉或夾生貧雜錳礦粉，用碳酸錳礦粉或石灰石粉調(diào)節(jié)漿料PH值，漿料PH值調(diào)到5. 0 6. 0，攪拌時間1 2小時；過濾II工序的工藝條件為將上步工序的料漿用過濾機進行過濾，濾渣返回二氧化錳礦粉配漿工序，濾液進入除雜工序；除雜工序的工藝條件為在濾液中加入濾液中重金屬含量等摩爾1 2倍量的除雜劑，除雜劑是硫化鈉或硫化錳，攪拌10 60分鐘，再進行精濾；精濾工序的工藝條件為利用壓濾機進行壓濾，濾渣用于回收重金屬，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶工序；蒸發(fā)結(jié)晶工序的工藝條件為在蒸發(fā)結(jié)晶器進行蒸發(fā)結(jié)晶并完成固液分離，固體為產(chǎn)品硫酸錳，蒸發(fā)冷凝水進入二氧化錳礦粉配漿工序；干燥計量包裝工序的工藝條件為將得到的固體硫酸錳產(chǎn)品干燥后計量包裝。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶煉爐氣環(huán)保治理領(lǐng)域，特別涉一種利用冶煉爐氣生產(chǎn)硫酸錳的方法。本發(fā)明由以下工序組成二氧化錳礦粉配漿→在反應(yīng)器中通入含二氧化硫冶煉爐氣與二氧化錳礦漿進行反應(yīng)→過濾Ⅰ→濾液氧化降酸除鐵→過濾Ⅱ→除雜→精濾→蒸發(fā)結(jié)晶→干燥計量包裝，本發(fā)明可使含二氧化硫的冶煉爐氣得到環(huán)保處理，充分回收和利用了硫資源、錳礦中的有價金屬和廢錳礦渣等資源，實現(xiàn)了資源的綜合利用，清洗過的廢礦渣用于生產(chǎn)免燒磚，同時可實現(xiàn)水的封閉利用，從而保證了后續(xù)工藝的零排放，可使二氧化硫的脫除率達到95%以上，錳的綜合回收率達到90%以上。
文檔編號C01G45/10GK102390868SQ201110240589
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者曹彥貴, 翟紅偉 申請人:青海華信冶煉有限公司