專利名稱：利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法及其助劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用電解錳廢渣提取錳元素的生產(chǎn)工藝以及利用低品質(zhì)錳礦提取錳元素的生產(chǎn)工藝，尤其是一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法及其助劑。
背景技術：
錳是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬元素，錳金屬是材料、冶金鋼鐵等行業(yè)不可或缺的重要原料之一，其中應用最為廣泛的是作為不銹鋼的添加元素，錳合金可改善材料的強度、耐腐蝕性和耐磨性。目前，大多數(shù)企業(yè)均采用電解法生產(chǎn)金屬錳的工藝路線，一般是以碳酸錳礦為原料，經(jīng)過破碎、磨成礦粉。將礦粉裝入到浸取罐，加入硫酸，加熱浸提。使錳礦粉中的錳離子轉變成硫酸鹽，進入到溶液中，中和到中性(pH ^ 7)。固液分離去除殘渣，向濾液中加入硫化物凈化劑，使溶液中的鎳、鈷、鐵等離子形成不溶性硫化物沉淀析出，再固液分離除去硫化物廢渣，再加入適量的添加劑，得到合格的電解液。電解后，從電解槽中取出附有電沉積錳的陰極板，經(jīng)過鈍化、水洗、烘干等過程后，將金屬錳從陰極板上剝下，即為錳成品。此法的優(yōu)點是產(chǎn)品純度高，可達99%。電解法生產(chǎn)的金屬錳純度高。但是在電解錳渣中仍含有一定量殘余金屬錳(4一5% )，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。雨水沖刷廢渣，使一部分錳元素溶解，隨雨水滲透到地下水中，使地下水錳元素含量超標，如果人們飲用了這些被污染的地下水，會引起一系列的疾病。錳含量在30%以上的錳礦石為精礦，錳含量在20%以下的錳礦石為貧礦，貧錳礦經(jīng)過選礦，可以使部分錳礦石達到精礦的要求，剩余部分為尾礦，錳含量在10 %以下，也可以稱作低品質(zhì)猛礦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，提取后能夠使廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳含量降低到O. I %左右，甚至更低；本發(fā)明的目的之二是提供一種在上述方法中使用的助劑，采用該助劑有助于將錳轉變成溶于水的硫酸鹽類化合物，并有助于固液分離過程的進行。一種助劑，其特別之處在于，以重量份計組成為表面活性劑O. 5-3. O重量份，堿
O.5—5. O重量份，助濾劑I. 0—3. O重量份。其中表面活性劑采用十二烷基苯磺酸鈉、十七碳烷基羧酸鈉、拉開粉或焦磷酸鈉，堿采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鈣或碳酸氫鈉，助濾劑采用三氯化鐵、三氯化鋁或聚丙烯酰胺。一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，其特別之處在于，包括如下步驟在電解猛廢洛或低品質(zhì)猛礦中添加2. O一11. 0%重量百分含量的權利、要求I或2所述的助劑，充分混勻后粉碎至D50為2— 6微米，然后用5 —10倍重量的硫酸熱浸提2— 4次，最后過濾分離出的浸提液即可供電解錳生產(chǎn)用。其中過濾分離是指再次添加助劑之中I. 0—3. O重量份的助濾劑后，再真空抽濾使固液分離。其中粉碎設備采用行星磨、球磨或攪拌磨機，使用的磨介為碳化硅球、氮化硅球、氧化錯球、陶瓷球或鑄鋼球。其中硫酸的濃度為80— 93wt%，熱浸提溫度95— 100°C。本發(fā)明方法是在電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦處理過程中添加助劑，并共同粉碎，使之發(fā)生某種程度的作用，然后使用硫酸熱浸提，固液分離后，可使廢渣中錳含量降低達到
O.1%左右，甚至更低。本發(fā)明方法在機械力處理過程中使用了助劑，此助劑有助于錳轉變成溶于水的硫酸鹽類化合物。從而使電解錳廢渣達到無害化，資源化，為提取電解錳廢渣和 低品位錳礦中的錳元素建立了一條新工藝路線。“資源化、無害化、減量化”這是循環(huán)經(jīng)濟最重要的原則，改良電解錳的生產(chǎn)工藝，從電解錳渣中回收有價值的成分，即有利于提高資源的利用率，也有利于電解錳廢渣的綜合利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，解決電解錳廢渣大量堆存，大量占用土地，難以處理的難題。有利于緩解環(huán)境和發(fā)展生產(chǎn)這一矛盾，實現(xiàn)電解金屬錳行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。


附圖I為本發(fā)明中提取方法的工藝路線圖。
具體實施例方式實施例I :在電解錳廢渣中添加6%重量百分含量的助劑，助劑以重量份計組成為十二烷基苯磺酸鈉O. 5份，氫氧化鉀2. O份，三氯化鐵2. O份，充分混勻后，一起粉碎至6微米；然后用85wt%硫酸熱浸提，其中按重量比計固體粉末液體硫酸=1 :8，在95°C熱浸提2次，然后補加前述的助濾劑三氯化鐵I. 5份，再真空抽濾使固液分離，從而過濾分離出固體物(厚度為20mm的濾餅)后，(酸浸提液)作為供電解錳生產(chǎn)用的電解液。使用前還可根據(jù)具體電解工藝需要對酸浸提液進行調(diào)整，而固體物測定錳含量后，作為廢棄物可按照國家規(guī)定要求進行綜合利用或掩埋。本例中粉碎機械使用球磨機，磨介為碳化娃磨球，直徑20mm為10份，IOmm為10份，5mm為8份。實施例2:在電解錳廢渣中添加8%重量百分含量的助劑，助劑以重量份計組成為十七烷基苯羧酸鈉O. 5份，碳酸鈉2. O份，三氯化鋁2. 5份，充分混勻后，一起粉碎至5微米；然后用90wt%硫酸熱浸提，其中按重量比計固體粉末液體硫酸=1 :6，在98°C熱浸提3次，然后補加前述的助濾劑三氯化鋁3. O份，再真空抽濾使固液分離，從而過濾分離出固體物(厚度為20mm的濾餅)后，作為供電解錳生產(chǎn)用的電解液。使用前還可根據(jù)需要對酸浸提液進行調(diào)整，而固體物測定錳含量后，作為廢棄物可按照國家規(guī)定要求進行綜合利用或掩埋。
本例中粉碎機械使用球磨機,磨介為鑄鋼磨球，直徑20mm為10份，IOmm為10份，5mm為8份。實施例3 在電解錳廢渣中添加4%重量百分含量的助劑，助劑以重量份計組成為拉開粉
O.5份，氧化鈣I. 5份，聚丙烯酰胺O. 5份，充分混勻后，一起粉碎至3微米；然后用SOwt %硫酸熱浸提，其中按重量比計固體粉末液體硫酸=1 :9，在98°C熱浸提2次，合并浸提液，然后補加前述的助濾劑聚丙烯酰胺I. 5份，再真空抽濾使固液分離，從而過濾分離出固體物(厚度為20mm的濾餅)后，作為供電解錳生產(chǎn)用的電解液。使用前還可根據(jù)需要對酸浸提液進行調(diào)整，而固體物測定錳含量后，作為廢棄物可按照國家規(guī)定要求進行綜合利用或掩埋。本例中粉碎機械使用球磨機,磨介為陶瓷磨球,直徑20mm為10份，IOmm為10份， 5mm為8份。下表為采用實施例I、2、3方法處理后的具體效果
權利要求
1.一種助劑，其特征在于，以重量份計組成為表面活性劑O. 5-3. O重量份，堿O. 5-.5. O重量份，助濾劑I. 0—3. O重量份。
2.如權利要求I所述的一種助劑，其特征在于其中表面活性劑采用十二烷基苯磺酸鈉、十七碳烷基羧酸鈉、拉開粉或焦磷酸鈉，堿采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鈣或碳酸氫鈉，助濾劑采用三氯化鐵、三氯化鋁或聚丙烯酰胺。
3.一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，其特征在于，包括如下步驟在電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中添加2. O —11. 0%重量百分含量的權利要求I或2所述的助劑，充分混勻后粉碎至D50為2— 6微米，然后用5 —10倍重量的硫酸熱浸提.2-4次，最后過濾分離出的浸提液即可供電解錳生產(chǎn)用。
4.如權利要求3所述的一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，其特征在于其中過濾分離是指再次添加助劑之中I. 0—3. O重量份的助濾劑后，再真空抽濾使固液分離。
5.如權利要求3所述的一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，其特征在于其中粉碎設備采用行星磨、球磨或攪拌磨機，使用的磨介為碳化硅球、氮化硅球、氧化鋯球、陶瓷球或鑄鋼球。
6.如權利要求3至5中任意一項所述的一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法，其特征在于其中硫酸的濃度為80— 93wt%，熱浸提溫度95— 100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用電解錳廢渣提取錳元素的生產(chǎn)工藝以及利用低品質(zhì)錳礦提取錳元素的生產(chǎn)工藝，尤其是一種利用機械力化學法提取電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中錳的方法及其助劑，包括如下步驟在電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦中添加2.0—11.0％重量百分含量的權利要求1或2所述的助劑，充分混勻后粉碎至D50為2—6微米，然后用5—10倍重量的硫酸熱浸提2—4次，過濾分離出浸提液即可供電解錳生產(chǎn)用。本發(fā)明方法是在電解錳廢渣或低品質(zhì)錳礦處理過程中添加助劑，并共同粉碎，使之發(fā)生某種程度的作用，然后使用硫酸熱浸提，固液分離后，可使廢渣中錳含量降低達到0.1％左右，甚至更低。
文檔編號C22B47/00GK102719667SQ20121023312
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者王慧, 祁利民, 韓鳳蘭 申請人:北方民族大學