專利名稱：錳粉酸浸液二段酸浸洗滌壓濾一體化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錳粉酸浸液二段酸浸洗滌壓濾一體化方法，具體為錳粉酸浸液在 隔膜壓濾機中進行二段酸浸、洗滌和壓濾一體化的方法，應(yīng)用于電解金屬錳行業(yè)錳粉浸出、 壓濾處理工序。
背景技術(shù)：
我國是世界上最大的電解錳生產(chǎn)國，但電解錳生產(chǎn)工藝粗放、設(shè)備落后、機械自動 化程度較低，導(dǎo)致錳渣中殘留大量的可利用錳，對本來品位比較低的國內(nèi)加工業(yè)而言，錳資 源浪費嚴(yán)重，加速了我國錳資源的消耗。目前我們所有的電解錳企業(yè)在錳粉浸出、壓濾工序 未對酸浸液中的錳粉進行二段酸浸，也未對其進行有效洗滌。由于我國錳礦品位較低，電解 錳行業(yè)使用的錳礦錳品位低，有的甚至低于10%，導(dǎo)致壓濾錳渣產(chǎn)出較高，生產(chǎn)1噸電解錳 產(chǎn)品，錳渣高達(dá)7噸以上。由于壓榨中殘留了約30-35%的電解液溶液，其中硫酸錳濃度(以 錳計)為30-36g/l，導(dǎo)致了較高的錳渣中的錳損失，一般約占錳渣干重的1. 5-2. 0%;同時， 錳渣中有約1. 5-2. 0%的碳酸錳在一段酸浸中未轉(zhuǎn)化為硫酸錳，僅壓濾工序，錳礦石中的錳 約3. 0-4. 0% (占總錳量的18-25% )未被利用。據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院實際測定，錳渣中含有大量的有害物質(zhì)，現(xiàn)有的堆放方式， 對周邊水環(huán)境、土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。尤其錳渣中的重金屬，不僅污染環(huán)境，且嚴(yán)重危 害當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。為降低錳渣中錳的殘留，許多企業(yè)和研究單位進行了大量的研究，但至今未見生 產(chǎn)應(yīng)用的實際工藝。由此可見，如何降低錳渣中錳的殘留、減少錳渣對環(huán)境污染的風(fēng)險，成 為本技術(shù)領(lǐng)域急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了降低錳渣中錳的殘留，減少錳渣的環(huán)境風(fēng)險，本發(fā)明提供了一種錳粉酸浸液 在隔膜壓濾機中進行二段酸浸、洗滌和壓濾一體化的方法。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌和壓濾一體化的方法，在隔膜壓濾機中進行，包括 如下步驟(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、 10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，將陽極液注入隔膜壓濾機3中，陽極液中的酸 對酸浸液中的濾渣進行二段酸浸，將洗滌壓力控制在0. 1-0. 6Mpa，進行一次性洗滌或循環(huán) 洗滌，陽極液洗出水流向陽極液池4 ；5-120分鐘后，關(guān)閉泵8和控制閥11、12 ；(3)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥15，運行完畢。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于在所述的步驟(2)完成之后，還包括如下步驟
(i)開啟泵8和控制閥11、13和16，將低濃度含錳溶液注入隔膜壓濾機3中，保持 洗滌壓力不變，進行循環(huán)洗滌，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池5，5-120分鐘后關(guān)閉控制閥13 ；(ii)開啟控制閥14，將更低濃度含錳溶液或清水注入隔膜壓濾機3中，保持洗滌 壓力不變，進行循環(huán)洗滌，使洗出水一部分流向循環(huán)液池5，關(guān)閉控制閥16，開啟控制閥17， 其余流向清水池6，5-120分鐘后，關(guān)閉泵8、控制閥11、14 ；(iii)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥17，運行完畢。在隔膜壓濾機中，陽極液中的酸對錳粉酸浸液中的濾渣(即一段酸浸后殘留的錳 礦粉)進行二段酸浸，可以提高錳的回收率；一次性洗滌時，陽極液不循環(huán)使用；循環(huán)洗滌 時，洗滌液如陽極液、低濃度含錳溶液或清水等，循環(huán)使用。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于步驟⑵中所述的使用陽極液進行酸浸、洗滌的 時間為30-40分鐘。一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于步驟(i)中所述的使用低濃度含錳溶液進行洗 滌的時間為10-15分鐘；步驟(ii)中所述的使用更低濃度含錳溶液或清水進行洗滌的時間 為5-10分鐘。所述的錳粉酸浸液為電解金屬錳行業(yè)浸出工藝中錳粉用硫酸浸出產(chǎn)生的浸出液 或?qū)ζ溥M行凈化處理后獲得的溶液，其基本組成包括硫酸錳、硫酸銨、酸浸后殘留的錳礦粉寸。所述的隔膜壓濾機為帶水洗滌功能的隔膜壓濾機。所述的陽極液池中貯存的陽極液為電解金屬錳行業(yè)電解產(chǎn)生的陽極殘液，一般含 錳濃度為8-15g/L、硫酸濃度為30-50g/L。所述循環(huán)液池中貯存的是低濃度含錳溶液，其錳濃度小于陽極液中的含錳濃度， 如可將清水洗滌酸浸液中濾渣后產(chǎn)生的洗出水作為低濃度含錳溶液。所述清水池中貯存的是更低濃度含錳溶液，其錳濃度小于低濃度含錳溶液中的含 錳濃度或清水。所述陽極液或低濃度含錳溶液中還可添加酸以增加浸出效果，如添加硫酸，添加 量為小于500g/l。本發(fā)明方法應(yīng)用于電解金屬行業(yè)錳渣的二段酸浸和洗滌及其他相關(guān)領(lǐng)域，如濕法 冶金行業(yè)。有益效果1、本發(fā)明能將電解金屬錳行業(yè)原有壓濾工藝錳渣中碳酸錳含量(以錳計)從 1.5% -2.0%降低至0.6%以下；硫酸錳(以錳計)由原來的1.5%-2.0%降低至0.8%以 下，硫酸銨回收率達(dá)到50 %以上。2、本發(fā)明本著源頭控制的清潔生產(chǎn)理念，通過降低錳渣中的錳資源的殘留，回收 硫酸銨，大幅度降低了錳渣填埋的環(huán)境風(fēng)險，并可以提高錳資源利用率8-14%左右。3、錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法不僅降低了錳渣中的錳殘留，且將 上述二段酸浸、洗滌、壓濾在隔膜壓濾機中一次完成，大幅度減少了設(shè)備投入、操作工序及 能耗，充分實現(xiàn)了污染源頭控制的清潔生產(chǎn)理念和提高資源利用的目標(biāo)。下面通過附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保 護范圍的限制。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，為本發(fā)明的工藝流程示意圖，其中，1為酸浸液入料池，2為泵，3為隔 膜壓濾機，4為陽極液池，5為循環(huán)液池，6為清水池，7為濾液池，8為泵，9-18為控制閥。實施例1(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、 10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，將陽極液(含錳濃度為12. 6g/L、硫酸濃度為 46g/L)注入隔膜壓濾機3中，洗滌壓力控制在0. IMpa，進行二段酸浸和循環(huán)洗滌，陽極液洗 出水流向陽極液池4 ；5分鐘后關(guān)閉泵8和控制閥11、12 ；(3)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥15，運行完畢。結(jié)論如下表一表一數(shù)據(jù)分析 實施例2(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、 10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，將陽極液(含錳濃度為12. 7g/L、硫酸濃度為 48g/L)注入隔膜壓濾機3中，洗滌壓力控制在0. 28Mpa，進行二段酸浸和循環(huán)洗滌，陽極液 洗出水流向陽極液池4 ；30分鐘后關(guān)閉控制閥12和15 ；(3)開啟控制閥13和16，將低濃度含錳溶液(含錳濃度為8g/L)注入隔膜壓濾機 3中，保持洗滌壓力不變，進行循環(huán)漂洗，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池5，15分鐘后關(guān)閉控制閥 13 ；(4)開啟控制閥14，將清水注入隔膜壓濾機3中，保持洗滌壓力不變，進行循環(huán)漂 洗，洗出水流向循環(huán)液池5，待洗出水的流出量為渣重(5t)的30% (重量％)時，關(guān)閉控制 閥16，開啟控制閥17，其余洗出水流向清水池6，5分鐘后關(guān)閉泵8、控制閥11和14 ；(5)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥17，運行完畢。
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結(jié)論如下表二表二 數(shù)據(jù)分析 實施例3(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、 10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，在陽極液(含錳濃度為12. 5g/L)中加入硫 酸，使陽極液中硫酸濃度為60g/L ；將陽極液注入隔膜壓濾機3中，洗滌壓力控制在0. 6Mpa, 進行二段酸浸和一次性洗滌，陽極液洗出水流向陽極液池4 ；120分鐘后關(guān)閉控制閥12和 15 ；(3)開啟控制閥13和16，在低濃度含錳溶液(含錳濃度為8g/L)中加入硫酸，使 低濃度含錳溶液中硫酸濃度為10g/L ；將低濃度含錳溶液注入隔膜壓濾機3中，保持洗滌壓 力不變，進行循環(huán)漂洗，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池5，120分鐘后關(guān)閉控制閥13 ；(4)開啟控制閥14，將更低濃度含錳溶液(含錳濃度為4g/L)注入隔膜壓濾機3 中，保持洗滌壓力不變，進行循環(huán)漂洗，洗出水流向循環(huán)液池5，待洗出水的流出量為渣重 (6t)的100% (重量％)時，關(guān)閉控制閥16，開啟控制閥17，其余流向清水池6，120分鐘后 關(guān)閉泵8、控制閥11和14 ；(5)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥17，運行完畢。結(jié)論如下表三表三數(shù)據(jù)分析 實施例4(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，在陽極液(含錳濃度為12.8g/L)中加入硫酸， 使陽極液中硫酸濃度為500g/L ；將陽極液注入隔膜壓濾機3中，洗滌壓力控制在0. 3Mpa，進 行二段酸浸和一次性洗滌，陽極液洗出水流向陽極液池4 ；20分鐘后關(guān)閉控制閥12和15 ；(3)開啟控制閥13和16，在低濃度含錳溶液(含錳濃度為8g/L)中加入硫酸，使 低濃度含錳溶液中硫酸濃度為llg/L ；將低濃度含錳溶液注入隔膜壓濾機3中，保持洗滌壓 力不變，進行循環(huán)漂洗，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池5，10分鐘后關(guān)閉控制閥13 ；(4)開啟控制閥14，將更低濃度含錳溶液(含錳濃度為5g/L)注入隔膜壓濾機3 中，保持洗滌壓力不變，進行循環(huán)漂洗，洗出水流向循環(huán)液池5，待洗出水的流出量為渣重 (5. 8t)的50% (重量％)時，關(guān)閉控制閥16，開啟控制閥17，其余流向清水池6，30分鐘后 關(guān)閉泵8、控制閥11和14 ；(5)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥17，運行完畢。結(jié)論如下表四表四數(shù)據(jù)分析 實施例5(1)開啟泵2和控制閥9、10、18，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機3中，壓濾液 流入濾液池7，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機3的濾板腔室時，停止泵2，關(guān)閉控制閥9、 10,18 ；(2)開啟泵8，開控制閥11、12和15，在陽極液(含錳濃度為13g/L)中加入硫酸， 使陽極液中硫酸濃度為45g/L ；將陽極液注入隔膜壓濾機3中，洗滌壓力控制在0. 6Mpa，進 行二段酸浸和一次性洗滌，陽極液洗出水流向陽極液池4 ；40分鐘后關(guān)閉控制閥12和15 ；(3)開啟控制閥13和16，在低濃度含錳溶液(含錳濃度為8g/L)中加入硫酸，使 低濃度含錳溶液中硫酸濃度為500g/L ；將低濃度含錳溶液注入隔膜壓濾機3中，保持洗滌 壓力不變，進行循環(huán)漂洗，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池5，5分鐘后關(guān)閉控制閥13 ；(4)開啟控制閥14，將更低濃度含錳溶液(含錳濃度為5. 8g/L)注入隔膜壓濾機 3中，保持洗滌壓力不變，進行循環(huán)漂洗，洗出水流向循環(huán)液池5，待洗出水的流出量為渣重 (6. 3t)的40% (重量％)時，關(guān)閉控制閥16，開啟控制閥17，其余流向清水池6，10分鐘后 關(guān)閉泵8、控制閥11和14 ；(5)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥17，運行完畢。結(jié)論如下表五表五數(shù)據(jù)分析
權(quán)利要求
一種錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，在隔膜壓濾機中進行，包括如下步驟(1)開啟泵(2)和控制閥(9)、(10)、(18)，將錳粉酸浸液直接注入隔膜壓濾機(3)中，壓濾液流入濾液池(7)，當(dāng)濾渣完全充滿整個隔膜壓濾機(3)的濾板腔室時，停止泵(2)，關(guān)閉控制閥(9)、(10)、(18)；(2)開啟泵(8)，開控制閥(11)、(12)和(15)，將陽極液注入隔膜壓濾機(3)中，陽極液中的酸對酸浸液中的濾渣進行二段酸浸，將洗滌壓力控制在0.1 0.6Mpa，進行一次性洗滌或循環(huán)洗滌，陽極液洗出水流向陽極液池(4)；5 120分鐘后，關(guān)閉泵(8)和控制閥(11)、(12)；(3)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥(15)，運行完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特征在于 在所述的步驟(2)完成之后，還包括如下步驟(i)開啟控制閥(13)和(16)，將低濃度含錳溶液注入隔膜壓濾機(3)中，保持洗滌壓 力不變，進行循環(huán)洗滌，循環(huán)洗出水流向循環(huán)液池(5)，5-120分鐘后關(guān)閉控制閥(13)；( )開啟控制閥(14)，將更低濃度含錳溶液或清水注入隔膜壓濾機(3)中，保持洗滌 壓力不變，進行循環(huán)洗滌，使洗出水一部分流向循環(huán)液池(5)，關(guān)閉控制閥(16)，開啟控制 閥(17)，其余流向清水池(6)，5-120分鐘后，關(guān)閉泵(8)、控制閥(11)、(14)；(iii)對濾餅進行壓濾，關(guān)閉控制閥(17)，運行完畢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特征在于 步驟(2)中所述的使用陽極液進行酸浸、洗滌的時間為30-40分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特征在于 步驟(i)中所述的使用低濃度含錳溶液進行洗滌的時間為10-15分鐘；步驟(ii)中所述的 使用更低濃度含錳溶液或清水進行洗滌的時間為5-10分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特 征在于所述的方法在帶洗滌功能的隔膜壓濾機中在線進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特征在于 所述的陽極液為電解錳行業(yè)電解產(chǎn)生的陽極殘液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錳粉酸浸液二段酸浸、洗滌、壓濾一體化方法，其特征在于 在所述的陽極液或低濃度含錳溶液中添加酸以增加浸出效果，添加量為小于500g/l。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錳粉酸浸液在隔膜壓濾機中進行二段酸浸、洗滌和壓濾一體化的方法，應(yīng)用于電解金屬錳行業(yè)錳粉浸出、壓濾處理工序。所述的方法，包括如下步驟(1)入料；(2)陽極液二次酸浸、洗滌；(3)循環(huán)水洗滌；(4)更低含錳濃度溶液或清水洗滌；(5)對濾餅進行壓濾，運行完畢。本發(fā)明能將電解金屬錳行業(yè)原有壓濾工藝錳渣中碳酸錳含量(以錳計)從1.5％-2.0％降低至0.6％以下；硫酸錳(以錳計)由原來的1.5％-2.0％降低至0.8％以下，硫酸銨回收率達(dá)到50％以上。本發(fā)明本著源頭控制的清潔生產(chǎn)理念，通過降低錳渣中的錳資源的殘留，回收硫酸銨，大幅度降低了錳渣填埋的環(huán)境風(fēng)險，并可以提高錳資源利用率8-14％左右。
文檔編號C22B3/06GK101899583SQ20091008474
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者但智鋼, 劉閨華, 周長波, 彭曉成, 朱春雷, 段寧, 潘涔軒, 王璠 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院