[发明专利]改进型两矿法生产电解金属锰的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解金属锰的装置和方法技术领域，特别涉及一种改进型两矿法生产电解金属锰的装置及方法。

背景技术

在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90％～95％，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10％～5％的锰用于其他工业领域，如化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。

锰在钢铁工业上的应用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰15％～30％的镜铁和含锰达80％的锰铁。1890年用电炉生产锰铁，1898年用铝热法生产金属锰，并发展了电炉脱硅精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。

金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种，热法生产(金属锰)纯度不超过95～98％，而纯的金属锰则是由电解法制备(电解金属锰)，其纯度可达99.7～99.9％以上。现在，电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出的单质金属。外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色，加工为粉末后呈银灰色；在空气中易氧化，遇稀酸时溶解并置换出氢，在略高于室温时，可分解水而放出氢气。

电解锰的过程中，先制得硫酸锰。现有硫酸锰溶液的生产方法是：用破碎机将锰矿石破碎到30mm以下的颗粒，再用干式磨机将锰矿磨成一100目的矿粉，再把含S＞＝32％的硫铁矿粉，粒度80一100目，与锰矿粉按照一定比例配制，再加水、加硫酸。经过加热反应、除铁、除重金属、中和、压滤.制得硫酸锰溶液。

这种传统工艺方法存在如下不足之处：

1.生产受锰矿石含量的制约需用含锰量在34％以上的高品位锰矿才能生产出锰含量认98-99％的硫酸锰产品，如用含锰量在10-20％的低品位锰矿只能生产出的硫酸锰含量在96％以下的产品；

2、生产成本高、能耗高：每生产1吨硫酸锰需耗煤1.2-1.5吨：

3、锰回收率低：锰回收率最高仅为60-65％。

中国发明专利(以下为专利申请号或专利号)CN91102845，CN 92112673，CN 200510020913，CN 200710192608，CN 200710192613，CN 200810058946等专利文件和/或专利申请文件也分别公开了几种两矿法生产电解锰的方法以及使用低品位锰矿石两矿法生产电解锰的方法或是硫酸锰的制备工艺，但是上述方法存在以下不足之处：

1、没有解决制得硫酸锰溶液之后的净化除杂技术，通过两矿法获得的硫酸锰电解生产的工艺技术不稳定，生产流程长、不环保、能耗高、生产成本高，金属锰的收率低；

2、用上述技术生产出的金属锰产品含C、S量高，纯度低；

3、生产技术中对硫酸锰溶液未实行深度净化，未清除电解溶液中还原性杂质对电解过程的影响，降低了产品质量；

4、在两矿法电解过程中，对硫铁矿的要求较高，采用含硫量高的硫铁矿，对环境影响大，生产成本高；

5、锰金属回收率低，锰金属的回收率仅为60％～63％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服了现有技术中没有解决制得硫酸锰溶液之后的净化除杂技术，通过两矿法获得的硫酸锰电解生产的工艺技术不稳定，生产流程长、不环保、能耗高、生产成本高，金属锰的收率低等问题。提供了一种改进型两矿法生产电解金属锰的装置及方法，成功地解决了硫酸锰溶液的净化除杂技术，获得符合电解要求的合格溶液，从而达到电解生产的工艺技术稳定，生产流程短、环保、节能降耗、生产成本低，锰的金属回收率提高10～15％。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改进型两矿法生产电解金属锰的方法，所述方法包括以下步骤：浸出、净化、深度净化和电解；

所述两矿法电解金属锰的两种矿石原料分别为：低品位氧化锰矿和低品位硫铁矿；

所述低品位氧化锰矿为：锰含量为15～25％的氧化锰矿石；

所述低品位硫铁矿为：有色金属矿选矿的尾矿硫铁矿或原生硫铁矿；其中，硫的含量为25～30％。

所述浸出的步骤可以包括：

以锰含量为15～25％的氧化锰矿石为原料，选取含S25～30％、含Fe30～45％的有色金属矿尾矿为还原剂原料；