專利名稱：一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水溶性錳與鎂回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法。
背景技術(shù)：
電解錳渣是電解金屬錳生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣，每噸產(chǎn)品產(chǎn)生廢渣5 7噸，受生產(chǎn)工藝的限制，電解錳渣中含有大量的硫酸錳和硫酸鎂，每噸新產(chǎn)電解錳渣，含硫酸錳30 40kg，含硫酸鎂50 70kg。目前，我國(guó)電解錳生產(chǎn)能力約300萬(wàn)噸，年產(chǎn)量為200萬(wàn)噸左右，廢渣年產(chǎn)量在1000萬(wàn)噸以上，每年隨渣帶走的硫酸錳和硫酸鎂各達(dá)幾十萬(wàn)噸，造成的浪費(fèi)是巨大的，同時(shí)，因電解錳渣的處理均是直接堆放在環(huán)境中，在雨水的淋浸下，這些可溶性鹽進(jìn)入壤、地下水及江河水環(huán)境中，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
從電解錳渣中回收錳的方法有生物浸取法、化學(xué)試劑浸取法和高溫焙燒后再浸取法的報(bào)導(dǎo)，這些方法不僅成本高、工藝復(fù)雜且只能回收錳，難以推廣應(yīng)用。也有用水浸取、碳銨沉淀法回收水溶性錳的報(bào)導(dǎo)，這種方法同樣只能單獨(dú)回收錳元素，且沉淀時(shí)鎂也會(huì)部分沉淀下來(lái)進(jìn)入碳酸錳中使得到的碳酸錳的用途受到限制。從電解錳渣中同時(shí)回收錳與鎂還未見報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，旨在解決從電解錳渣中回收錳的方法有生物浸取法、化學(xué)試劑浸取法和高溫焙燒后再浸取法，這些方法不僅成本高、工藝復(fù)雜且只能回收錳，難以推廣應(yīng)用，也有用水浸取、碳銨沉淀法回收水溶性錳，這種方法同樣只能單獨(dú)回收錳元素，且沉淀時(shí)鎂也會(huì)部分沉淀下來(lái)進(jìn)入碳酸錳中，使得到的碳酸錳的用途受到了限制，以及現(xiàn)有技術(shù)還未實(shí)現(xiàn)從電解錳渣中同時(shí)回收錳與鎂的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，該方法包括以下步驟步驟一，把電解錳渣按一定比例與水混合，攪拌一段時(shí)間后過濾得濾液；步驟二，用螯合樹脂吸附所得濾液中的錳，鎂隨流出液流出；步驟三，把吸附了錳的螯合樹脂用含硫酸5 10%的溶液洗脫再生，獲得硫酸錳洗脫液；步驟四，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂。進(jìn)一步，步驟一中電解錳渣與水的比例為O. 5 5，攪拌時(shí)間為10 100分鐘。進(jìn)一步，步驟二中的螯合樹脂為401、D401樹脂。進(jìn)一步，步驟二中，錳進(jìn)入了螯合樹脂相，鎂留在流出液中。進(jìn)一步，步驟三中的硫酸溶液可以是用硫酸按5 10%與水配制，也可以是電解錳生產(chǎn)中的陽(yáng)極液。
進(jìn)一步，步驟四中加入氨與碳酸銨時(shí)，要求加入的總氨與總碳的摩爾比為I. 2
I.4。進(jìn)一步，加入氨與碳酸銨時(shí)，可直接加入氨水和固體碳酸氫銨，也可把氨與碳銨配成溶液后加入。進(jìn)一步，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀的反應(yīng)式為5Mg2++2NH3+4C032+6H20 = 4MgC03 · Mg (OH) 2 · 4H20+2NH4+沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)。本發(fā)明提供的從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，首先把電解錳渣中的可溶性鹽用水溶出，然后利用螯合樹脂對(duì)錳的結(jié)合能力遠(yuǎn)強(qiáng)于對(duì)鎂的結(jié)合能力，讓溶液通過螯 合樹脂柱，使錳被吸附而鎂隨流出液流出，吸附錳后的樹脂用硫酸溶液洗脫再生，使錳變?yōu)榱蛩徨i溶液，并進(jìn)入電解錳生產(chǎn)系統(tǒng)中的制液工序而得以回收，也可用于生產(chǎn)錳鹽，在吸附錳后的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品，沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)中，解決了電解錳渣中含有大量的水溶性錳鹽、鎂鹽，在堆放過程中會(huì)進(jìn)入土壤環(huán)境、地下水環(huán)境及地表水環(huán)境，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染的問題，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法的實(shí)現(xiàn)流程。該方法包括以下步驟步驟S101，把電解錳渣按一定比例與水混合，攪拌一段時(shí)間后過濾得濾液；步驟S102，用螯合樹脂吸附所得濾液中的錳，鎂隨流出液流出；步驟S 103，把吸附了錳的螯合樹脂用含硫酸5 10%的溶液洗脫再生，獲得硫酸錳洗脫液；步驟S104，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂。在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟SlOl中電解錳渣與水的比例為O. 5 5，攪拌時(shí)間為10 100分鐘。在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S102中的螯合樹脂為401、D401樹脂。在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S102中，錳進(jìn)入了螯合樹脂相，鎂留在流出液中。在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S103中的硫酸溶液可以是用硫酸按5 10%與水配制，也可以是電解錳生產(chǎn)中的陽(yáng)極液。
在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S104中加入氨與碳酸銨時(shí)，要求加入的總氨與總碳的摩爾比為I. 2 I. 4。在本發(fā)明實(shí)施例中，加入氨與碳酸銨時(shí)，可直接加入氨水和固體碳酸氫銨，也可把氨與碳銨配成溶液后加入。在本發(fā)明實(shí)施例中，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀的反應(yīng)式為5Mg2++2NH3+4C032+6H20 = 4MgC03 · Mg (OH) 2 · 4H20+2NH4+沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)電解錳渣中含有大量的水溶性錳鹽、鎂鹽，在堆放過程中會(huì)進(jìn)入土壤環(huán)境、地下水環(huán)境及地表水環(huán)境，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境 污染的問題，提出一種回收電解錳渣中水溶性錳與鎂的方法。本發(fā)明是把電解錳渣中的可溶性鹽用水溶出，然后利用螯合樹脂對(duì)錳的結(jié)合能力遠(yuǎn)強(qiáng)于對(duì)鎂的結(jié)合能力，讓溶液通過螯合樹脂柱，使錳被吸附而鎂等隨流出液流出，吸附錳后的樹脂用硫酸溶液洗脫再生，使錳變?yōu)榱蛩徨i溶液，讓其進(jìn)入電解錳生產(chǎn)系統(tǒng)中的制液工序而得以回收，也可用于生產(chǎn)錳鹽。流出液中的鎂用氨+碳酸銨沉淀，反應(yīng)式5Mg2++2NH3+4C032+6H20 = 4MgC03 · Mg (OH) 2 · 4H20+2NH4+然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品，沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)中。該方法包括以下步驟(I)電解錳渣與水按比例混合并攪拌一段時(shí)間，然后過濾，使可溶性鹽進(jìn)入濾液中；(2)濾液用螯合樹脂吸附錳，使錳進(jìn)入樹脂相，鎂留在流出液中；(3)吸附了錳的樹脂用含硫酸5 10%的溶液洗脫再生，洗脫液為硫酸錳溶液，可直接進(jìn)入電解錳生產(chǎn)系統(tǒng)中的制液工序得以回收，也可用于生產(chǎn)錳鹽；(4)在流出液中加入氨與碳酸銨使鎂沉淀，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品，沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)中。步驟(I)中電解錳渣與水混合的比例為I : O. 5 5，優(yōu)選地，比例為I : I. 5 2。步驟(3)中的硫酸溶液可以是用硫酸按比例與水配制，更好地是用電解錳陽(yáng)極液。步驟⑷中加入的氨與碳銨的比例，要求使加入的總氨(氨+銨)與總碳的摩爾比為I. 2 I. 4，可以直接加入氨水和固體碳酸氫銨，也可以把氨與碳銨配成溶液后加入。本發(fā)明實(shí)施例提供的從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，首先把電解錳渣中的可溶性鹽用水溶出，然后利用螯合樹脂對(duì)錳的結(jié)合能力遠(yuǎn)強(qiáng)于對(duì)鎂的結(jié)合能力，讓溶液通過螯合樹脂柱，使錳被吸附而鎂隨流出液流出，吸附錳后的樹脂用硫酸溶液洗脫再生，使錳變?yōu)榱蛩徨i溶液，并進(jìn)入電解錳生產(chǎn)系統(tǒng)中的制液工序而得以回收，也可用于生產(chǎn)錳鹽，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品，沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)中，解決了電解錳渣中含有大量的水溶性錳鹽、鎂鹽，在堆放過程中會(huì)進(jìn)入土壤環(huán)境、地下水環(huán)境及地表水環(huán)境，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染的問題，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一，把電解錳渣按一定比例與水混合，攪拌一段時(shí)間后過濾得濾液； 步驟二，用螯合樹脂吸附所得濾液中的錳，鎂隨流出液流出； 步驟三，把吸附了錳的螯合樹脂用含硫酸5 10%的溶液洗脫再生，獲得硫酸錳洗脫液； 步驟四，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳Ife續(xù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟一中電解錳渣與水的比例為O.5 5，攪拌時(shí)間為10 100分鐘。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟二中的螯合樹脂為401、D401樹脂。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟二中，錳進(jìn)入了螯合樹脂相，鎂留在流出液中。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟三中的硫酸溶液可以是用硫酸按5 10 %與水配制，也可以是電解錳生產(chǎn)中的陽(yáng)極液。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟四中加入氨與碳酸銨時(shí)，要求加入的總氨與總碳的摩爾比為I. 2 I. 4。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，加入氨與碳酸銨時(shí)，可直接加入氨水和固體碳酸氫銨，也可把氨與碳銨配成溶液后加入。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在獲得的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀的反應(yīng)式為 5Mg2++2NH3+4C032+6H20 = 4MgC03 · Mg (OH) 2 · 4H20+2NH4+ 沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從電解錳渣中回收水溶性錳與鎂的方法，首先把電解錳渣中的可溶性鹽用水溶出，然后利用螯合樹脂對(duì)錳的結(jié)合能力遠(yuǎn)強(qiáng)于對(duì)鎂的結(jié)合能力，讓溶液通過螯合樹脂柱，使錳被吸附而鎂隨流出液流出，吸附錳后的樹脂用硫酸溶液洗脫再生，使錳變?yōu)榱蛩徨i溶液，并進(jìn)入電解錳生產(chǎn)系統(tǒng)中的制液工序而得以回收，也可用于生產(chǎn)錳鹽。在吸附錳后的流出液中加入氨水與碳酸銨使鎂沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品，沉淀過濾后的溶液為硫酸銨溶液，可用于生產(chǎn)化肥，也可用于電解錳生產(chǎn)中，解決了電解錳渣中含有大量的水溶性錳鹽、鎂鹽，在堆放過程中會(huì)進(jìn)入土壤環(huán)境、地下水環(huán)境及地表水環(huán)境，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染的問題。
文檔編號(hào)C01F5/24GK102923738SQ201210478589
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者彭清靜, 易浪波, 李偌稷, 馬陶武 申請(qǐng)人:吉首大學(xué)