[发明专利]一种以含锰废渣和废水为原料制备碳酸锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种以含锰废渣和废水为原料制备碳酸锰的方法。

背景技术

在茴香醛的生产过程中，以天然二氧化锰(软锰矿)为氧化剂，通常会产生大量的含锰废渣和废水，其中含锰废渣含有20～40％质量的二氧化锰，含锰废水含有10％质量左右的硫酸和50～60g/L的二价锰。据估计，一个年产100吨茴香醛的工厂，每年产生的废渣和废水中，含锰量高达160吨。如果不经处理就直接排放这些含锰废渣和废水，不仅极大地浪费了宝贵的矿产资源，还将严重污染环境。在对苯二酚的生产中也采用类似的工艺，同样会产生大量含锰废渣和废水，需要进行妥善处理和回收利用。因此，回收利用含锰废渣和废水，不仅可以获得显著的经济效益，而且对减少环境污染，充分利用矿产资源有十分积极的意义。

碳酸锰的应用范围非常广泛，可以用于生产电子工业用软磁铁氧体、锰铝合金和锰硅合金、肥料和饲料添加剂、瓷釉颜料、清漆催化剂等。碳酸锰一般以电解锰或硫酸锰、碳酸氢铵等为原料制取。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种废物利用、降低污染和排放、环境友好、成本低、工艺简单的以含锰废渣和废水为原料制备碳酸锰的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种以含锰废渣和废水为原料制备碳酸锰的方法，包括下述步骤：

(1)将1000质量份的含锰废水和50质量份的含锰废渣放入反应器中，搅拌下加入15～32质量份的草酸，在75～90℃下反应15～30分钟，然后过滤得到滤液；

(2)在步骤1得到的滤液中加入5～10质量份的过氧化氢溶液(质量分数为30％，即过氧过氢的质量占过氧化氢溶液总质量的30％)，同时加入110～125质量份的氨水溶液(质量分数为25％)中和至反应体系的pH值为5.0～7.0；在30～60℃下反应25～35分钟，过滤得到滤液；

(3)将步骤2得到的滤液加热至55～65℃，加入3～5质量份的硫化铵溶液(质量分数为5％)，同时保持反应体系的pH值为6.0～6.5，在60～65℃下反应2小时，过滤得到滤液；

(4)在步骤3得到的滤液中加入30～60质量份的硫酸铵，加热至固体完全溶解，浓缩、结晶，得到硫酸锰铵晶体；

(5)将硫酸锰铵晶体用水溶解后，加入到质量分数为5～20％的碳酸氢铵溶液中，在10～60℃下搅拌25～35分钟，过滤后分别得到滤饼和滤液；滤液浓缩得到硫酸铵，用水洗涤滤饼并烘干得到碳酸锰。

步骤1中，所述含锰废渣含有20～40％质量的二氧化锰，含锰废水含有10％质量左右的硫酸和50～60g/L的二价锰。

步骤1中，草酸用量优选为20～28质量份，更优选为24质量份；温度优选为80℃；时间优选为20分钟。

步骤2中，所述过氧化氢用量优选为5质量份；氨水用量优选为110～120质量份，更优选为115质量份；pH值优选为5.0～6.0，更优选为5.5；温度优选为40℃。

步骤3中，所述硫化铵用量优选为4质量份；温度优选为60℃。

步骤4中，所述硫酸铵用量优选为30～40质量份，更优选为34质量份。

步骤5中，硫酸锰铵与水的质量比为1∶2～10，优选为1∶4；硫酸锰铵与碳酸氢铵的摩尔比为1∶2～4，优选为1∶2；碳酸氢铵溶液的质量分数优选为10％。

步骤5中，反应温度优选为25℃；所述滤饼用20～50℃水洗涤3次以上，然后在70～80℃下烘干得到碳酸锰；洗涤水的温度优选为40℃。

在步骤2中加入过氧化氢可以把滤液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，将反应体系的pH值控制在5.0～7.0，既使Fe³⁺、Al³⁺形成氢氧化物沉淀完全，又可以防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀。在步骤3中加入硫化铵可以使废水废渣中的重金属离子形成硫化物而沉淀分离，将反应体系的pH值控制在6.0～6.5，可以防止Mn²⁺形成MnS沉淀。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明充分回收利用化工生产过程中产生的含锰废渣废水资源，变废为宝，减少了排放和环境污染。

(2)本发明创造性的从含锰废水废渣中制备得到高纯度的硫酸锰铵，并进一步得到碳酸锰，工艺过程简便，产品质量好，成本低，回收率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1