[发明专利]一种生产电解金属锰的方法

说明书

技术领域

本发明属于电解金属锰技术领域，特别涉及以硅锰冶炼过程中产生的含锰废渣等为原料，经酸浸，氧化除铁和深度净化得到纯净的锰盐溶液，再经过电解等工序生产电解金属锰的方法。

背景技术

CN2004780043137.X，《从铁合金生产废料中获得电解锰的方法》一文公开了以洗涤铁合金生产炉排出的废气中得到的废料为原料经过硫酸盐化、浸滤、净化、电解等工序生产电解金属锰的方法。它是指将铁合金生产中产生的原料粉尘经过淋洗收集到的含锰原料，这种原料其实还是矿粉，代替锰矿粉浸出，此种粉尘料仍然是锰矿资源，而且铁合金生产中完全可以回收到烧结矿中再利用，具有较高价值。

现阶段我公司电解金属锰的生产是以碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉、浓硫酸和阳极液为原料经过浸出、中和、过滤、净化、电解等工序进行的。其主要原料是碳酸锰矿，但由于我公司处于北方，与南方富有碳酸锰矿的资源地在地理位置上有距离，所以在产成本上每吨矿要增加500元运输费用，就这一点而言在利润空间上我公司与南方电解锰厂相比缺乏竞争力，同时从南方购进的碳酸锰矿还存在矿源不稳定和品位低等不利因素，碳酸锰矿在南方已经趋于被当地电解锰厂垄断的状态，所以我公司在采购上是非常困难的，不能保证电解锰生产的稳定性与长久性。

我公司锰冶炼厂在生产硅锰产品过程中要产生大量废渣---硅锰渣，其主要成份Mn：8-17％，Fe：2.76％，Fe²⁺：1.06％，CaO：19.04％，MgO：4.95％，SiO2：39.1％，Mn2+10.5％，Mn4+：5.12％.此废渣在电炉生产中没有再利用价值，以前都无偿送出。我们开始电解锰生产后，想到硅锰渣还含有锰，经过大量的实验证明，硅锰渣完全可以代替碳酸锰矿作为主要原料浸出生产电解锰。

发明内容

为了解决使用碳酸锰矿生产成本较高和矿源不稳定的问题，提出如下技术方案。

一种生产电解金属锰的方法，它包括浸出、中和、过滤、净化和电解等工序，其特殊之处在于用硅锰渣代替碳酸锰矿多级浸出，即第一级浸出是先向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，第二级及以后的各级浸出均是先向化合罐内注入上一级浸出压滤后的滤液，再补充阳极液，然后加入浓硫酸和硅锰渣，以便提取渣中的Mn²⁺，使之变成硫酸锰进入溶液中，达到电解要求的锰浓度。

当浸出为两级浸出时，其步骤如下。

一级浸出的步骤是：

向化合罐内注入足以使物料反应的阳极液，化验分析阳极液的成分，然后加入硫酸和硅锰渣，其加入量依据阳极液成分的分析结果按下式计算：

硅锰渣量＝提升锰浓度*阳极液体积/1000/硅锰渣的∑Mn含量……(1)

硫酸加入量＝(硅锰渣量*酸矿比—阳极液体积*阳极液含H⁺/1000)/硫酸品位                                                ……(2)

其中，提升溶液中Mn²⁺浓度为8-12g/L，酸矿比(总酸量：硅锰渣量)为0.65-0.85，硅锰渣品位∑Mn：8-17％，硫酸浓度92.5％-98％，阳极液含H⁺由化验分析测得。

投料完毕后搅拌1-3小时，不加热，依靠自然反应放出的热量，然后取样分析：Mn²⁺、H⁺、Fe²⁺含量，如Mn²⁺含量接近或达到计算目标锰浓度要求，准备压滤。

二级浸出的步骤是：

一级浸出液通过压滤机压滤至净化罐，再倒入化合罐内，补充阳极液开启化合罐搅拌10分钟后，取样分析锰、硫酸铵、硫酸含量，根据分析结果按(1)、(2)式概算出应投加的硅锰渣和硫酸量。式中提升溶液中Mn²⁺浓度为8-12g/L，酸矿比(总酸量：总硅锰渣量)为0.65-0.85，硅锰渣品位∑Mn：8-17％，硫酸浓度92.5％-98％，阳极液含H⁺由化验分析测得。

先加入硫酸、然后加入硅锰渣，最后加入聚丙烯酰铵，聚丙烯酰铵的加入量＝溶液体积*0.01g/L。