[发明专利]气动流化塔生产高锰酸钾新工艺

说明书

本发明于无机化学中锰的化合物的生产方法，具体涉及高锰酸钾的制各方法。

高锰酸钾通常是以氢氧化钾和锰矿粉进行氧化反应制得锰酸钾，再进一步氧化(采用电解等方法)而得到的产物。

在现有技术中，多采用平炉焙烧法、转炉焙烧法(固相法)制备锰酸钾，但其存在着能耗高、锰粉、烟尘危害大、噪音严重、操作环境恶劣、转化率低、生产成本高等缺点。目前比较先进的技术是用液相法制取锰酸钾后经净化再电解制取高锰酸钾。有日本特开昭55-85425，于1980年6月27日公开，采用高压氧化釜来制取锰酸钾。它的优点是，物料在液相高压条件下反应，可以克服固相反应的粉尘和噪音污染问题，反应周期相应缩短在6-8小时内。二氧化锰的转化率也较高。但因它所需压力太高，设备适应难度大，一般只能用较小的反应釜，不能适应大生产的需要；同时，它对锰矿粉原料的质量要求严格，若矿粉质量稍低则严重影响二氧化锰的转化率；另外，它的物料配比超钾量太高，氧的利用率低，能耗大，锰尘、碱雾等污染仍未得到彻底根治等缺点。在电解工艺的现有技术中，存在着容积小、电解时间长等缺点。中国专利ZL92108224.x虽然采用了三相加压连续制备锰酸钾工艺，但其多层流化床的双锥塔盘和回流管在反应过程中易堵塞，氧化反应速度较慢并且反应后的料浆需经两次压滤分离，才能达到电解的要求，因而造成物料损失。

本发明的目的在于使用普通的低品位锰矿粉为原料，采用新的设备结构和工艺过程，克服上述现有技术的缺陷，在一定压力下连续进料反应，进一步提高二氧化锰的转化率、降低电解工艺过程中的电耗提高电槽单槽产量和降低环境污染，生产出消耗低、品质好的高锰酸钾。

通过以下工艺过程来实现本发明的目的。

一．物料混配、预热；

1．将浓度为47-49重量％的氢氧化钾溶液，在浓缩锅中浓缩预热到230-330℃温度(简称浓碱)；

2．将锰矿粉(二氧化锰含量≥65重量％)与47-49重量％的氢氧化钾溶液，以0.6-1.2∶1的重量比，在15-35℃温度混配(简称混配料)，然后预热到100-200℃温度。

3．将压缩、净化除杂质的空气预热到200-300℃温度。

二．投料反应：

锰矿粉(二氧化锰)的氧化法生产过程是在气动流化塔中完成的。经预热的浓碱和混配料加入2-6％Mn⁺⁶氧化引发剂，然后投入带有筛孔锥形塔盘的气动流化塔，使进入塔的混合料锰碱比为1∶12-30；经预热的压缩空气引入，使反应塔保持在在0.1-0.5Mpa压力范围；从同一进气口适时补充水蒸气，以保持反应塔内含水量在25-34％范围为度；预热物料热源除尘的烟道气，引入反应塔加热套作为反应物料的加热介质，使反应温度控在220-300℃温度条件下，逆流接触连续氧化制成锰酸钾，其后在深度电解工艺中将其锰酸钾进一步氧化成高锰酸钾。二氧化锰的氧化反应是在气动流化塔中进行，该塔内具有多层带有筛孔的锥型塔盘。

混配预热是将47-49重量％的氢氧化钾溶液，浓缩预热到230-330℃；将锰矿粉(二氧化锰≥65重量％)与47-49重量％的氢氧化钾溶液以0.6-1.2∶1的重量比，在15-35℃温度混配，预热到100-200℃，将净化空气预热到200-300℃。反应温度220-300℃是将除尘后的烟道气引入流化塔加热夹套做加热介质来实现的。

沉降工艺，采用分离装置一次分离便直接达到配制电解液的要求。

电解工艺调整了阳阴极面积比，其阳极和阴极的比例为1∶8-11、电流为5000A-8500A、阳极电流密度为93A/M²-150A/M²。

本发明与现有技术相比，由于采用了专门设计的气动流化塔，实现了生产连续化；并且可以使在流化塔的反应温度有明显提高，氧化反应速度加快；反应时间缩短，生产能力得以提高，产能提高5倍；由于砍掉了双锥塔盘和回流管，采用了气动沉降分离带有筛孔的锥形塔盘，解决了反应分离过程中的堵塞问题，提高了反应质量；由于反应速度加快，出氧化塔的料浆容易分离，所以只采用一次分离便可达到配制电解液的要求，简化了工艺，提高锰酸钾的利用率5％；在电解工艺中，由于从氧化塔来的电解始液质量提高，同时适当调整了阳阴极面积比和提高电流，单槽电压下降0.15伏，使电解终点时残存锰酸钾含量从30下降至15，提高了电槽单槽产量，使电解电耗显著降低，每吨产品电耗下降100-200度。生产成本由原来6400元/吨下降到5200元/吨。

图1是本发明工艺的方块示意流程图。