一种电解锰渣高效源头减量的方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金清洁生产领域，尤其涉及一种电解锰渣高效源头减量的方法。

背景技术

我国是世界上最大的电解金属锰生产国，生产能力已经超过200万吨，产渣量占电解锰渣总生产量的98%。然而由于电解锰行业的飞速发展，锰矿消耗量巨大、我国的锰矿资源匮乏，锰矿品位低，浸出效率不高，因此，需要进口高品位锰矿石以满足国内电解锰生产需要。进口的加纳碳酸锰矿品位在28%左右，且杂质含量较低，近年国内企业将加纳碳酸锰矿用于生产电解锰，但由于加纳碳酸锰矿成分复杂，浸出反应不充分，在传统的一段酸浸中浸出率较低，渣中锰残留量较高。电解锰渣是电解金属锰生产过程中锰矿酸浸产生的酸性滤渣。电解锰渣的主要成分为二氧化硅和二水硫酸钙，因此电解锰渣资源化利用主要在建筑材料领域。但是以电解锰渣为原料制备的建材却始终未能在工程上得到规模化的应用，这是由于电解锰渣中含有大量氨氮和金属杂质，会对建筑材料产生负面影响。大量电解锰渣只能堆存处理，造成土壤耕地资源的浪费和环境的污染问题。

目前，国内对锰矿强化浸出技术进行了相关研究，但通过物理化学手段提高锰矿的反应活性，从而提高锰矿的浸出率，并对现有堆存的电解锰渣二次利用，实现锰渣源头减量方面的研究甚少。专利CN102443711A提供了一种强化锰矿浸出的方法，该方法利用新型设备强化锰矿浸出，改进了传统锰矿浸出槽文丘里喷嘴，形成较大喷嘴喷幅提升反应效率强化锰矿浸出，此法虽然能提高锰矿浸出率但是强化浸出效果不明显，并且没有考虑对已产生的电解锰渣采取源头减量的方法。专利CN109589815A采用一种新型刚柔组合式搅拌桨强化浸出槽中的流场混合过程和能量传递过程提高锰矿浸出率。同样地，此方法没有考虑对已产生的电解锰渣采取源头减量的方法。专利CN202220829479X发明了一种高效回收锰渣有价成分的提取装置，该方法需要在提取罐底部安装第一电机与搅拌轴、驱动轴，利用电机驱动搅拌轴旋转使浸出液均匀搅拌来提高锰浸出率，该方法对锰浸出率的提高有限，同样地此方法没有考虑对已产生的电解锰渣采取源头减量的方法。

本发明利用机械力活化降低矿渣粒径，提高矿渣反应活性，促进加纳碳酸锰矿与浸出液的反应，强化加纳碳酸锰矿浸出，提高对加纳碳酸锰矿的浸出率，从而提高锰产量。同时，通过将加纳碳酸锰矿与现存电解锰渣复配浸出，二次利用电解锰渣，减少新渣堆存的同时，在一定程度上消纳了已有的电解锰渣。该技术工艺简单，原材料廉价易得，进出效率高，易于工程化应用。

发明内容

本发明提供了一种电解锰渣高效源头减量的方法，具体发明内容如下：

本发明将破碎后的加纳碳酸锰矿和电解锰渣复配，得到符合开采品位要求的复合锰矿粉，混合还原性固体废物还原加纳碳酸锰矿中的少量高价锰，再与浓硫酸混合球磨并浸出。

本发明的有益效果：

 (1) 针对加纳碳酸锰矿浸出率低和电解锰渣产量大的问题，本发明以传统湿法电解锰生产方法为基础，提供一种机械力活化加纳碳酸锰矿的方法。此方法通过对加纳碳酸锰矿和电解锰渣复配再球磨浸出，可以有效提高锰浸出率，减少电解锰渣中未充分反应的锰含量，从源头上缓解因电解锰渣大量堆存而造成的环境问题。(2) 本发明原材料廉价易得，工艺操作简单，具有工程应用潜力。

具体实施方式

实施案例1：

取初破碎后的电解锰渣40kg、加纳碳酸锰矿8kg和硫铁矿0.4 kg得到混合矿粉，将混合锰粉装入耐腐蚀球磨罐中，按矿酸质量比1：0.2加入9.68kg浓度为98%的浓硫酸并在200r/min转速的球磨机上球磨2h。球磨后将混合浆液倒入浸出反应釜反应4h后在浸出矿浆液中加入氧化钙调节pH值到4，再加入氨水调节pH值到7，反应4h后压滤并收集滤液。此例锰的浸出率为79.8%。

实施案例2：

取初破碎后的电解锰渣40kg、加纳碳酸锰矿16kg和硫铁矿2kg得到混合矿粉，将混合锰渣装入耐腐蚀球磨罐中，按矿酸质量比1：0.3加入17.4kg浓度为98%浓硫酸并在300r/min转速的球磨机上球磨4h。球磨后将混合浆液倒入浸出反应釜反应4h后在浸出矿浆液中加入氧化钙调节pH值到4，再加入氨水调节pH值到7，反应4h后压滤并收集滤液。此例锰的浸出率为80.6%。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。