申请日2011.07.22
公开(公告)日2011.11.30
IPC分类号C22B7/00; C22B47/00; C22B3/46; C22B3/04
摘要
本发明公开了一种利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，含以下步骤：a.收集电解金属锰或电解二氧化锰工艺中产生的CO2于气柜中;b.在步骤a所述电解金属锰或电解二氧化锰工艺产生的锰渣中加入洗液调浆洗渣,搅拌充分后过滤得浸取液;c.调节浸取液PH为7-7.8，通入气柜中的CO2，同时不断通入氨气反应并保持溶液pH值，反应完后固液分离得到MnCO3沉淀与滤液;d.MnCO3沉淀以料浆形式返回电解金属锰或电解二氧化锰工艺，滤液作为洗液返回步骤b循环利用。本发明大大提高了电解金属锰和电解二氧化锰生产过程中锰的回收率，还回收了可利用的硫酸铵，提高了资源利用率，又减少CO2与锰的排放，保护了环境。
权利要求书
1.一种利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，包括以下步骤：
a.收集电解金属锰或电解二氧化锰工艺中产生的CO2 于气柜中;
b.取步骤a所述工艺产生的锰渣，向锰渣中加入洗液调浆洗渣,所述锰渣中加入洗液调浆洗渣,搅拌充分后过滤得浸取液;
c.调节步骤b浸取液PH为7-7.8，通入步骤a中收集的CO2，并加入碱保持溶液PH值，反应完毕后固液分离得到MnCO3沉淀与滤液;
d.上述MnCO3沉淀以料浆形式返回电解金属锰或电解二氧化锰生产线，滤液作为洗液返回步骤b循环利用。
2.根据权利要求1所述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，所述步骤c中反应时间为1-3小时。
3.根据权利要求1所述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，所述步骤b得到的浸取液作为洗液再次加入到锰渣中，此步骤重复次数增加,提取锰的效率递减。
4.根据权利要求1或3所述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，步骤d中所述滤液作为洗液多次循环后从中回收硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，所述步骤c中回收的MnCO3沉淀若为电解金属锰生产线使用，加入液氨或NaOH调节并保持溶液PH值。
6.根据权利要求1所述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，所述步骤c中回收的MnCO3沉淀若为电解二氧化锰生产线使用，加入NaOH溶液或其他非氨型碱调节并保持溶液PH值。
说明书
一种利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺，特别涉及一种利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺。
背景技术
电解金属锰(简称“EMM”)和电解二氧化锰(简称“EMD”)生产过程中产生大量的二氧化碳、含锰废水、锰渣，二氧化碳是浸取工序碳酸锰与硫酸反应产生，锰渣是浸取反应后液固分离产生，含锰废水则是冲洗设备及产品漂洗工序产生。
EMM和EMD生产中浸取工序后，采用高压隔膜厢式压滤机进行液固分离，产生的锰渣含水在28%上下，可溶性MnSO4含量在6%以上，有些工厂甚至超过10%。目前，几乎所有工厂都是将废渣压滤后直接拖出厂外寻找适当的地方堆放，从而造成了锰资源的浪费，又由于锰渣中锰主要以可溶性锰形式存在，久而久之会对环境造成严重污染。
现有技术中有一种洗渣的循环系统。系统中的洗液将渣洗涤一次，以提取渣中部分可溶性的Mn2+，由于系统中的洗液每天只小部分返回EMD的生产线以弥补由于EMD生产电解工序水分蒸发的液损失,因此渣中提取的Mn2+只少部分得以利用，大部分Mn2+在循环系统中随液循环，随循环次数增加Mn2+也越来越高，有时候可达40g/l以上。洗渣提取渣中Mn2+的效果也会越来越差，就如同用洗过数次衣服的脏水再去洗涤尚未洗过的衣服一样。经过洗涤提取Mn2+液固分离后的渣可溶性MnSO4仍在5%以上，锰渣中的可溶性锰依然没有得到有效回收和利用，依然造成了污染与浪费。
其次在EMM、EMD生产中，浸取工序产生的CO2一般直接排入空中，这样增加了大气中CO2的排放，造成了环境的污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺。本发明大大提高了电解金属锰和电解二氧化锰生产过程中锰的回收率，提高了资源利用率，又减少CO2排放，保护了环境。
本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
a.收集电解金属锰或电解二氧化锰工艺中产生的CO2 于气柜中;
b.取步骤a所述工艺产生的锰渣，向锰渣中加入洗液调浆洗渣,搅拌充分后过滤得浸取液;
c.调节步骤b浸取液PH为7-7.8，通入步骤a中收集的CO2，并加入碱保持溶液PH值，反应完毕后固液分离得到MnCO3沉淀与滤液;
d.上述MnCO3沉淀以料浆形式返回电解金属锰或电解金属二氧化锰生产线，滤液作为洗液返回步骤b循环利用。
上述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺中，所述步骤c中回收的MnCO3若为电解金属锰生产线使用，则加入液氨调节并保持溶液PH值。
上述的利用废气从含锰废水废渣中回收锰的生产工艺中，所述步骤c中回收的MnCO3沉淀若为电解二氧化锰生产线使用，则加入NaOH溶液或其他非氨型碱调节并保持溶液PH值。
本发明的反应机理是：
用清水或含锰废水洗涤锰渣得到的水溶液PH值在6-7间，用适当的碱调整PH值至7-7.8范围，通入CO2气体。为保证沉淀反应持续进行，反应过程中在通入CO2的同时，要均衡不断地添加碱，以保持体系PH值在7-7.8范围内。
其主要反应方程式为：
CO2+MnSO4+2NH3·H2O=MnCO3+(NH4)2SO4+H2O。
同时，有副反应发生：
CO2+CaSO4+2 NH3·H2O=CaCO3+(NH4)2SO4+H2O;
CO2+MgSO4+2 NH3·H2O=MgCO3+(NH4)2SO4+H2O。
依反应方程式计算，1万吨锰渣(含6% MnSO4)可产生：碳酸锰 457吨，硫酸铵524吨。按1000KG锰渣:3000KG水配比洗涤，洗涤一次可回收MnSO4 35-50%，锰渣与洗液浸取配比不同，回收比例会有所差别。按回收35-50%计算则1万吨锰渣可回收：碳酸锰 160-228吨，硫酸铵 183-262吨，同时需消耗CO2 61-88吨，NH3 24-34吨。
废水废渣中Mn2+、Ca2+、Mg2+是电解金属锰或电解二氧化锰生产工艺溶浸工序产生的Mn2+、Ca2+、Mg2+ 中的极少一部分，因此生产工序中产生的CO2的量远大于回收Mn2+反应所需求的CO2的量，因此CO2的收集根据需求加以收集。
本发明的技术效果在于：
1.本发明利用同一生产线的废气和废锰渣，只需加入适量碱，就可以回收有效成分Mn2+，且Mn2+生成碳酸锰沉淀的反应完全充分，Mn收得率高。
2.本发明生产工艺中回收的Mn2+以碳酸锰形式存在，具有良好的稀硫酸溶解性，不需做任何处理，可直接返回电解金属锰或电解二氧化锰生产线作为原材料使用，提高了资源利用率。
3.本发明反应过程中钙、镁得到较为充分的沉淀，液中的重金属反应前后都非常微量,可以得到非常纯净的硫酸铵产品。
4.本发明将生产工艺中产生的CO2 用于回收Mn，大幅减少了锰和CO2的排放，既提高了资源利用率，又保护了环境。