本發(fā)明涉及電解金屬錳生產(chǎn)，具體是涉及一種電解金屬錳的生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、金屬錳廣泛運(yùn)用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生、電焊條業(yè)、航天工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，中國目前已是全球最大的電解金屬錳生產(chǎn)國、消費(fèi)國，目前電解金屬錳的生產(chǎn)主要采用酸浸電解的濕法冶金工藝。

2、采用現(xiàn)有的酸浸電解濕法冶金工藝過程中，有大量廢氣、廢水和廢渣產(chǎn)生，這些廢棄物不但會(huì)造成環(huán)境污染，還會(huì)造成資源浪費(fèi)，不符合節(jié)能減排、循環(huán)生產(chǎn)的要求。cn112553481a公開的一種電解錳的生產(chǎn)方法，包括浸出、除雜、萃取、反萃、電解及氨氮和鎂回收的工序，該專利通過將液體循環(huán)分為兩個(gè)部分，大幅度減少循環(huán)溶液中雜質(zhì)的累積，有效增加循環(huán)次數(shù)，而且處理后的氨氮和鎂可直接回收利用，但是錳礦的浸出率、除雜率較低，還是會(huì)產(chǎn)生較多的錳渣，錳渣也未能有效綜合利用，實(shí)現(xiàn)資源化。因此，亟需一種對環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)效益好、資源利用率高的生產(chǎn)工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服上述背景技術(shù)存在的缺陷，提供一種電解金屬錳的生產(chǎn)線及生產(chǎn)方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的電解金屬錳的生產(chǎn)線，包括破碎磨粉裝置、制液系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)和錳渣處理系統(tǒng)，所述制液系統(tǒng)包括化漿桶、化合桶、第一壓濾機(jī)、硫化池、第二壓濾機(jī)、凈化槽、第三壓濾機(jī)和高位槽，所述破碎磨粉裝置與所述化漿桶連通，所述化漿桶出口與所述化合桶連通，所述化合桶與所述第一壓濾機(jī)連通，所述第一壓濾機(jī)的濾液出口與所述硫化池連通，所述硫化池與所述第二壓濾機(jī)連通，所述第二壓濾機(jī)的濾液出口與所述凈化槽連通，所述凈化槽與所述第三壓濾機(jī)連通，所述第三壓濾機(jī)的濾液出口與所述高位槽連通，所述高位槽與所述電解系統(tǒng)連通，經(jīng)所述電解系統(tǒng)電解后的極板送入所述后處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，經(jīng)所述電解系統(tǒng)電解后產(chǎn)生的陽極液通過回液管送入陽極液存儲(chǔ)槽，所述陽極液存儲(chǔ)槽的出液口與所述化漿桶連通，所述陽極液存儲(chǔ)槽的出渣口與所述化合桶連通，所述第一壓濾機(jī)、所述第二壓濾機(jī)和所述第三壓濾機(jī)的濾渣出口與所述錳渣處理系統(tǒng)連接。碳酸錳礦進(jìn)入破碎磨粉裝置磨粉后與電解后產(chǎn)生的陽極液在化漿桶內(nèi)漿化，然后進(jìn)入化合桶進(jìn)行化合反應(yīng)，化合反應(yīng)后浸出液依次進(jìn)行粗濾、硫化、精濾三道凈化工序，有效提高浸出和凈化效率。

3、進(jìn)一步地，所述化合桶上連通有硫酸桶、氧化劑桶、氨水桶和酸霧引出管，所述酸霧引出管上依次串接有酸霧吸收塔、引風(fēng)機(jī)和第一排煙筒，所述硫化池上連通有硫化藥劑桶、所述凈化槽上連通有硫酸鋁桶和活性炭桶，所述高位槽上連通有二氧化硒桶。通過酸霧吸收塔吸收處理浸出過程產(chǎn)生的酸霧，避免酸霧污染環(huán)境。

4、進(jìn)一步地，所述后處理系統(tǒng)包括后處理一體機(jī)、陽極板沖洗機(jī)、泡板槽、陰極板沖洗機(jī)、污水處理站和循環(huán)水池，所述泡板槽與所述回液管連通，所述陽極板沖洗機(jī)和所述陰極板沖洗機(jī)與所述污水處理站連通，所述循環(huán)水池與所述污水處理站連通，經(jīng)所述電解系統(tǒng)電解后的陰極板送入所述后處理一體機(jī)進(jìn)行處理后得到電解錳產(chǎn)品，陽極板則送入所述陽極板沖洗機(jī)進(jìn)行沖洗處理回用，經(jīng)所述后處理一體機(jī)處理后的陰極板送入所述泡板槽進(jìn)行浸泡處理后送到所述陰極板沖洗機(jī)進(jìn)行沖洗處理回用。通過污水處理站處理生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水，以便水資源的循環(huán)利用。

5、進(jìn)一步地，所述錳渣處理系統(tǒng)包括錳渣配料槽、焙燒窯裝置、冷卻裝置、磨粉裝置和磁選裝置，所述錳渣配料槽與所述焙燒窯裝置的進(jìn)口連接，所述冷卻裝置的入口與所述焙燒窯裝置的出口連接，所述冷卻裝置的出口與所述磨粉裝置的入口連接，所述磁選裝置的入口與所述磨粉裝置的出口連接，通過焙燒窯裝置對錳渣進(jìn)行熱激活使錳渣中重金屬錳的高效固化穩(wěn)定化，然后使用磁選裝置進(jìn)行磁選回收磁性物料，實(shí)現(xiàn)錳渣資源化。

6、進(jìn)一步地，所述磁選裝置包括弱磁選鐵段和強(qiáng)磁選錳段，經(jīng)過所述弱磁選鐵段的錳渣粉選出鐵產(chǎn)品，經(jīng)所述強(qiáng)磁選錳段的錳渣粉選出錳產(chǎn)品。通過弱磁選鐵選出錳渣中的鐵產(chǎn)品，通過強(qiáng)磁選錳選出錳渣粉中的錳產(chǎn)品，剩下尾料粉可擋住建材原料進(jìn)行銷售。

7、進(jìn)一步地，所述焙燒窯裝置內(nèi)包括低溫脫氨段和高溫改性段，所述低溫脫氨段的煙氣出口與第一除塵器連通，所述第一除塵器的出口與冷凝器連通，所述冷凝器的液體出口與所述氨水桶連通，所述高溫改性段的煙氣出口與sncr脫硝設(shè)備連通，所述sncr脫硝設(shè)備的出口與第二除塵器連通，所述第二除塵器的出口與噴淋洗滌塔連通，所述噴淋洗滌塔的煙氣出口與第二排煙筒連通，所述噴淋洗滌塔的洗滌液出口與沉淀池連通。通過利用高溫改性段焙燒產(chǎn)生的余熱對低溫脫氨段的錳渣進(jìn)行預(yù)熱脫氨，預(yù)熱產(chǎn)生的高濕度煙氣經(jīng)過冷凝器冷凝后形成氨水進(jìn)行回收利用。

8、進(jìn)一步地，所述化合桶上設(shè)有攪拌裝置，所述攪拌裝置包括攪拌電機(jī)、減速機(jī)和攪拌軸，所述攪拌電機(jī)的輸出端與所述減速機(jī)的輸入端連接，所述減速機(jī)的輸出端與所述攪拌軸的一端連接，所述攪拌軸從所述化合桶的頂部中心延伸至所述化合桶的內(nèi)部，所述攪拌軸上設(shè)有攪拌槳葉，所述攪拌軸上部固定設(shè)有中心輪，所述中心輪嚙合連接有行星輪，所述行星輪上的行星架固定在所述化合桶的內(nèi)頂壁上，所述行星輪的外周嚙合連接有齒圈，所述齒圈上連接有攪拌框，所述攪拌框與所述化合桶的內(nèi)側(cè)壁相抵接，所述攪拌框的底端通過支撐環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在所述攪拌軸的下部，所述攪拌框內(nèi)豎直設(shè)有若干條柔性攪拌帶。通過在攪拌軸上設(shè)有行星齒輪系，使攪拌框與攪拌槳葉相反轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行攪拌，攪拌框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)刮落粘在化合桶側(cè)壁的漿料，柔性攪拌帶持續(xù)抖動(dòng)把攪拌能量傳遞得更遠(yuǎn)，使化合桶內(nèi)部漿料形成湍流，攪拌更加均勻，進(jìn)一步提高浸出率。

9、進(jìn)一步地，所述化合桶上連通有循環(huán)管，所述循環(huán)管上設(shè)有循環(huán)泵和換熱器，所述循環(huán)管的一端與所述化合桶的底端連通，所述循環(huán)管的另一端與所述化合桶中部連通，所述換熱器的熱介質(zhì)入口通過加熱管與所述冷卻裝置的熱介質(zhì)出口連通，所述冷卻裝置的冷介質(zhì)入口通過冷卻水管與所述循環(huán)水池連通，所述冷卻水管上設(shè)有冷卻水泵，所述換熱器的冷介質(zhì)出口通過回水管與所述循環(huán)水池連通，所述加熱管和所述冷卻水管之間連通有調(diào)節(jié)管，所述調(diào)節(jié)管和所述冷卻水管上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥。通過循環(huán)泵抽出化合桶內(nèi)的漿料流經(jīng)換熱器后回到化合桶內(nèi)，與來自經(jīng)冷卻裝置換熱后的熱水進(jìn)行熱交換，對浸出的料漿進(jìn)行加熱，確保浸出時(shí)的溫度穩(wěn)定在50℃-60℃之間，并充分利用了高溫錳渣的熱量，減少能耗，進(jìn)一步提高錳礦的浸出率。

10、進(jìn)一步地，所述循環(huán)管上端連通有分配環(huán)，所述分配環(huán)環(huán)繞套在所述化合桶的外側(cè)壁上，所述分配環(huán)上設(shè)有若干與所述化合桶內(nèi)相連通的支管。通有分配環(huán)將料漿從化合桶周圍進(jìn)入化合桶內(nèi)部，確保溫度均衡。

11、本發(fā)明還提出一種電解金屬錳的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

12、s1、將錳礦石投入破碎磨粉裝置進(jìn)行制粉，得到粒度為85-100目的礦粉；

13、s2、將礦粉計(jì)量投入化漿桶內(nèi)，在化漿桶中加入存儲(chǔ)在陽極液存儲(chǔ)槽中的陽極液進(jìn)行攪拌，使礦粉與陽極液混合調(diào)成漿液；

14、s3、將步驟s2中調(diào)成的漿液輸送至化合桶內(nèi)，并將硫酸桶內(nèi)存儲(chǔ)的濃硫酸加入化合桶內(nèi)將ph值調(diào)節(jié)至1-3之間進(jìn)行浸出反應(yīng)，浸出反應(yīng)時(shí)啟動(dòng)攪拌裝置進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)攪拌軸上設(shè)有攪拌槳葉以200r/min的轉(zhuǎn)速在化合桶的軸中心進(jìn)行攪拌，攪拌框以100r/min的轉(zhuǎn)速在攪拌軸的外圍反向進(jìn)行攪拌，若干條柔性攪拌帶轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不斷抖動(dòng)；

15、s4、浸出反應(yīng)2-2.5小時(shí)后，將氧化劑桶內(nèi)存儲(chǔ)的二氧化錳加入化合桶內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)，在化合桶內(nèi)余酸2-3g/l時(shí)投入陽極液存儲(chǔ)槽內(nèi)底層的陽極泥；

16、s5、在整個(gè)浸出反應(yīng)3小時(shí)后，將氨水桶內(nèi)存儲(chǔ)的15％濃度的氨水加入化合桶內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)，使化合桶內(nèi)ph值調(diào)整到6.0-6.5；

17、s6、將步驟s5中浸出的漿液泵送至第一壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到一次濾液和一次濾渣；將一次濾液輸送至硫化池并將存儲(chǔ)在硫化藥劑桶內(nèi)的sdd藥劑加入進(jìn)行硫化除雜，硫化到一次濾液中重金屬定性分析合格后用第二壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到二次濾液和二次濾渣；二次濾液進(jìn)入凈化槽內(nèi)，向凈化槽內(nèi)加入存儲(chǔ)在硫酸鋁桶內(nèi)的硫酸鋁，使二次濾液中有害雜質(zhì)聚凝增粗顆粒沉降，然后加入存儲(chǔ)在活性炭桶內(nèi)的活性炭進(jìn)行吸附靜置24小時(shí)，吸附靜置后的溶液送至第三壓濾機(jī)進(jìn)行固定液分離，得到三次濾液和三次濾渣，三次濾液送至高位槽待電解；

18、s7、將步驟s6中的一次濾渣、二次濾渣和三次濾渣送至錳渣配料槽并加入固硫劑和重金屬固化劑攪拌后送入焙燒窯裝置的低溫脫氨段進(jìn)行干燥與脫氨，產(chǎn)生的含氨高濕度煙氣經(jīng)第一除塵器沉降除塵后進(jìn)入冷凝器冷凝成氨水，氨水輸送回到氨水桶；脫氨后的錳渣進(jìn)入高溫改性段進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為950℃，停留時(shí)間為1小時(shí)，焙燒產(chǎn)生的煙氣依次進(jìn)入sncr脫硝設(shè)備、第二除塵設(shè)備和噴淋洗滌塔進(jìn)行處理，處理后的尾氣進(jìn)入第二排煙筒外排，噴淋洗滌塔的循環(huán)液定期進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀處理，得到脫硫石膏產(chǎn)品；

19、s8、將焙燒后的錳渣送入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，冷卻裝置為設(shè)有夾層的冷卻筒，冷卻筒夾層內(nèi)通入經(jīng)污水處理站處理后存放在循環(huán)水池內(nèi)的冷卻水，冷卻水經(jīng)過加熱后進(jìn)入換熱器與從化合桶循環(huán)流動(dòng)的浸出液進(jìn)行熱交換，確?；贤皟?nèi)浸出溫度穩(wěn)定在50℃-60℃之間；

20、s9、將冷卻后的錳渣送入磨粉裝置進(jìn)行研磨，將研磨后的錳渣粉送入磁選裝置先通過弱磁選鐵段選出鐵產(chǎn)品，然后進(jìn)入強(qiáng)磁選錳段選出錳產(chǎn)品，剩下的尾料作為建材原料產(chǎn)品外賣

21、s10、向步驟s6中的高位槽內(nèi)添加存儲(chǔ)在二氧化硒桶內(nèi)的二氧化硒，然后將高位槽內(nèi)的電解液送到電解系統(tǒng)進(jìn)行電解，電解后陰極板上析出電解金屬錳送入后處理一體機(jī)進(jìn)行鈍化、清洗、烘干和剝落得到電解金屬錳產(chǎn)品，剝落產(chǎn)品后的陰極板送到泡板槽并通入陽極液存儲(chǔ)槽內(nèi)的陽極液進(jìn)行浸泡，浸泡后的陰極板送入陰極板沖洗機(jī)進(jìn)行沖洗，陽極板送入陽極板沖洗機(jī)進(jìn)行沖洗，沖洗產(chǎn)生廢水進(jìn)入污水處理站處理。

22、本發(fā)明的有益效果包括：通過將錳礦磨成粉后與陽極液混合攪拌漿化后再加入濃硫酸進(jìn)行浸出反應(yīng)，增加碳酸錳與硫酸接觸，提高浸出率，減少廢渣形成量，浸出反應(yīng)形成的酸霧廢氣通過酸霧吸收塔進(jìn)行處理，避免污染環(huán)境；浸出液在氧化反應(yīng)后期投入陽極泥進(jìn)一步使溶液中的二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，同時(shí)也可回收陽極泥的錳，增加錳回收率；然后浸出液采用粗濾、硫化、精濾三道工序三級壓濾進(jìn)行固液分離，有效提高凈化效果，三級壓濾產(chǎn)生的錳渣送到錳渣處理系統(tǒng)進(jìn)行回收處理，整個(gè)生產(chǎn)能夠有效提高浸出率和除雜率，提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)錳渣資源化，減少生產(chǎn)過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕對人類健康和環(huán)境的危害。