一種從電解錳陽(yáng)極液中回收錳鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種從電解錳陽(yáng)極液中回收錳鎂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]錳是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的基礎(chǔ)物質(zhì)，電解錳是我國(guó)黑色冶金領(lǐng)域的第二大行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，錳的用途越來(lái)越廣，錳及錳合金在有色冶金、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生、航天工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用呈急速擴(kuò)大之勢(shì)。由于電解錳工藝在制液的過程中主要采用酸溶的形式將含錳礦石中的錳溶解下來(lái)，經(jīng)過除雜后向?yàn)V液中加入氨水，調(diào)節(jié)電解液的PH值，同時(shí)生成硫酸銨與硫酸錳形成錳銨配離子，增加了電解液的導(dǎo)電性，并起緩沖作用。由于陽(yáng)極液多次閉路循環(huán)利用，造成了液體中鎂離子濃度增高，電解液在靜止的過程中，隨著溫度的降低，飽和度逐漸增加，逐漸有硫酸錳、硫酸鎂和硫酸銨的復(fù)鹽晶體析出，溫度越低，析出晶體越多。若將此晶體隨處排放，不僅浪費(fèi)寶貴資源，而且嚴(yán)重污染自然環(huán)境。因此，對(duì)電解液析出晶體進(jìn)行綜合利用是電解錳產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要途徑。
[0003]錳鎂的分離方法主要有碳化法和氟化法，目前尚無(wú)吸附法分離錳鎂的相關(guān)專利報(bào)道。碳化法的主要是采用碳酸根或碳酸氫根在一定PH范圍內(nèi)沉淀鎂離子實(shí)現(xiàn)錳鎂分離，但該方法所適合的PH范圍為近中性環(huán)境，溶液的pH控制較難。氟化法是采用氟離子將鎂離子轉(zhuǎn)化為氟化鎂沉淀，但是氟離子的引入電解體系會(huì)加大對(duì)電解裝置的腐蝕。
[0004]采用動(dòng)態(tài)吸附法分離電解錳陽(yáng)極液中的鎂離子具有操作簡(jiǎn)便、吸附劑循環(huán)使用、回收率高等優(yōu)勢(shì)。采用吸附法分離電解錳陽(yáng)極液體系中鎂離子主要分為兩個(gè)過程:(I)錳的吸附富集回收(2)鎂的沉淀轉(zhuǎn)化。中國(guó)專利CN201420262804.4公開了一種紅土鎳礦廢水錳鎂回收工藝，在堿性介質(zhì)中調(diào)節(jié)體系的電極電位，使錳生產(chǎn)二氧化錳沉淀回收，回收錳后的廢液進(jìn)一步調(diào)節(jié)PH沉淀鎂，回收氫氧化鎂或氧化鎂可返回至除雜工序，部分廢水可以返回至沉鎳工序，剩余的廢水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。CN201110008553.8公開了一種從氧化鎳礦回收鎳鈷鐵錳鎂的方法，首先將氧化鎳礦在濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，使用硫酸對(duì)礦粉進(jìn)行浸出處理，得到氧化鎳的硫酸浸出液，然后加入氧化劑過濾得到鈷氧化物和錳氧化物的共沉淀，再加入氫氧化鎂加熱、攪拌、過濾得到鎳和鐵的混合物沉淀。
[0005]迄今為止，目前尚無(wú)任何專利或者其他文獻(xiàn)采用吸附法分離電解錳陽(yáng)極液析出晶體中的錳離子和鎂離子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種從電解錳陽(yáng)極液中回收錳鎂的方法，利用該方法可以實(shí)現(xiàn)硫酸錳電解液中錳離子鎂離子環(huán)保無(wú)污染的分離，并使錳離子重新回到陽(yáng)極液中。
[0007]本發(fā)明提供的方法包括:
[0008]I)將電解錳陽(yáng)極液析出的晶體使用水配成溶液，溶液中錳離子濃度為0-100g/L，鎂離子濃度為0_78g/L ;
[0009]2)將步驟I)得到的溶液栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，流出液為富鎂的硫酸銨溶液，錳離子被吸附柱吸附。
[0010]優(yōu)選的，所述方法還進(jìn)一步包括回收鎂的步驟:；
[0011]向富鎂的硫酸銨溶液中加入氨水至溶液呈中性，過濾得到氫氧化鎂。
[0012]本發(fā)明中，市售的螯合樹脂可以用于本發(fā)明的方法的實(shí)施，所述銨型螯合樹脂優(yōu)選的為L(zhǎng)S-1000或LS-5000樹脂轉(zhuǎn)型的樹脂。
[0013]優(yōu)選的，所述方法還進(jìn)一步包括回收錳的步驟:
[0014]使用硫酸銨溶液對(duì)吸附柱進(jìn)行洗脫，得到富錳溶液，所述富錳溶液用于電解錳。所述的富錳溶液僅需要經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理即可以進(jìn)入電解錳車間進(jìn)行電解錳。
[0015]優(yōu)選的，所述除鎂后的硫酸銨溶液作為樹脂的洗脫液對(duì)樹脂進(jìn)行再生。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
[0017]1、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低；
[0018]2、樹脂為球形顆粒，便于固液分離，方便進(jìn)行柱操作，能循環(huán)使用；
[0019]3、循環(huán)過程中分離體系不引入雜質(zhì)離子；
[0020]4、所得產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為具有一定附加值的產(chǎn)品；
[0021]5、最大限度的提高了錳離子的利用率。
【附圖說明】
[0022]圖1、本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見圖1，如下實(shí)施例采用的具體技術(shù)方案為:
[0024]1、復(fù)鹽溶液的配制:取10g陽(yáng)極液析出的晶體溶于600mL水中，配制成近飽和溶液，過濾除去少量不溶性雜質(zhì)。
[0025]2、復(fù)鹽溶液中錳離子的吸附:將復(fù)鹽溶液栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，流出液為富鎂的硫酸銨溶液。
[0026]3、富鎂溶液除鎂:向富鎂溶液中加入氨水至溶液呈中性，過濾得到氫氧化鎂沉淀，經(jīng)后處理得到氫氧化鎂或氧化鎂產(chǎn)品出售。
[0027]4、吸附柱的洗脫再生:使用除鎂后的溶液對(duì)吸附柱進(jìn)行洗脫，得到富錳溶液，可作陽(yáng)極液使用。
[0028]以下通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
[0029]實(shí)施例一
[0030]室溫下，取1g混晶溶于60mL水中，溶液中猛離子濃度為5.0g/L，鎂離子濃度為7.5g/L0取50g銨型離子交換樹脂裝柱，將溶液栗入吸附柱進(jìn)行吸附。流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測(cè)定。第一取樣點(diǎn)錳鎂去除率比為3.06。
[0031]實(shí)施例二
[0032]室溫下，取5g混晶溶于30mL水中，溶液中猛離子濃度為5.0g/L,鎂離子濃度為7.5g/L0取20g銨型離子交換樹脂裝柱，將溶液栗入吸附柱進(jìn)行吸附。流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測(cè)定。第一取樣點(diǎn)錳鎂去除率比為3.20。
[0033]實(shí)施例三
[0034]室溫下，取20g混晶溶于120mL水中，溶液中猛離子濃度為5.0g/L，鎂離子濃度為7.5g/L0取10g銨型離子交換樹脂裝柱，將溶液栗入吸附柱進(jìn)行吸附。流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測(cè)定。第一取樣點(diǎn)錳鎂去除率比為2.80。
[0035]實(shí)施例四
[0036]室溫下，取15g混晶溶于90mL水中，溶液中猛離子濃度為5.0g/L,鎂離子濃度為7.5g/L0取75g銨型離子交換樹脂裝柱，將溶液栗入吸附柱進(jìn)行吸附。流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測(cè)定。第一取樣點(diǎn)錳鎂去除率比為3.10。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從電解錳陽(yáng)極液中回收錳鎂的方法，包括: 1)將電解錳陽(yáng)極液析出的晶體使用水配成近飽和的溶液； 2)將步驟I)得到的溶液栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，流出液為富鎂的硫酸銨溶液，錳離子被吸附柱吸附。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還進(jìn)一步包括回收鎂的步驟: 向富鎂的硫酸銨溶液中加入氨水至溶液呈中性，過濾得到氫氧化鎂。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還進(jìn)一步包括回收錳的步驟: 使用硫酸銨溶液對(duì)吸附柱進(jìn)行洗脫，得到富錳溶液，所述富錳溶液用于電解錳。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述銨型螯合樹脂為L(zhǎng)S-1OOO或LS-5000 樹脂。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述除鎂后的硫酸銨溶液作為樹脂的洗脫液對(duì)樹脂進(jìn)行再生。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從電解錳陽(yáng)極液中回收錳鎂的方法，包括：1)將電解錳陽(yáng)極液析出的晶體使用水配成近飽和的溶液；2)將步驟1)得到的溶液泵入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，流出液為富鎂的硫酸銨溶液，錳離子被吸附柱吸附。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低；循環(huán)過程中分離體系不引入雜質(zhì)離子，所得產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為具有一定附加值的產(chǎn)品，最大限度的提高了錳離子的利用率，可以實(shí)現(xiàn)硫酸錳電解液中錳離子鎂離子環(huán)保無(wú)污染的分離。
【IPC分類】C22B3/44, C22B47/00, C22B3/24, C22B26/22
【公開號(hào)】CN105200233
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510703592
【發(fā)明人】葉秀深, 胡耀強(qiáng), 火焱, 王世棟, 劉海寧, 吳志堅(jiān)
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月26日