[发明专利]一种利用锰废液生产硫酸锰的新工艺

说明书

技术领域

本发明属湿法冶金技术领域，具体为一种利用锰废液生产硫酸锰的新工艺。 

背景技术

钴是重要战略金属，其在工业和军事领域应用日益广泛。钴矿物是冶炼提取金属钴的重要原料，其中含有一定比例的锰，锰和钴在酸性浸出过程中，同时被硫酸浸出进入了钴溶液，在钴溶液萃取除杂阶段，锰与钴得到分离，锰以硫酸锰废液（含钙、铜、镉、锌、铝、铁杂质，具体成份见表1）进入反萃液中。锰作为钴冶炼提纯过程中的杂质元素，在钴冶炼企业没有得到很好的开发和利用，既造成了锰资源的浪费，又带来了锰二次污染的风险，给钴冶炼企业的环境保护工作带来了很大的压力。现有工艺技术的缺点在于：1、粗制碳酸锰中含有大量的碳酸钙和碳酸铝，含锰较低，不易直接利用，锰资源没有得到合理的开发利用，造成锰资源的浪费；2、粗制碳酸锰在堆存中，风吹雨淋易造成锰的二次污染；3、粗制碳酸锰堆存需要占用大量场地或土地，需要消耗人力、物力。 

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种利用锰废液生产硫酸锰的新工艺，以解决上述背景技术中的缺点。 

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种利用锰废液生产硫酸锰的新工艺，包括以下步骤：

第一步：硫化沉淀除重金属杂质：加入Na₂S，除去锰废液中的重金属离子，硫化沉淀除重金属杂质的化学反应如下：

Cu²⁺ + Na₂S = CuS↓ + 2Na⁺

Zn²⁺ + Na₂S = ZnS↓ + 2Na⁺

Cd²⁺ + Na₂S = CdS↓ + 2Na⁺

除去锰废液中的重金属离子；

第二步：除铁铝：将上述滤后液加碳酸盐或碳酸氢盐调整溶液PH到3.5～5.5，使铁铝形成氢氧化物沉淀过滤除去，控制溶液温度50～85℃，搅拌反应，趁热过滤，滤渣洗涤后排出废弃；

水解除铁铝的化学反应为：         

Fe³⁺ + 3OH^- = Fe（OH）₃↓

Al³⁺ + 3OH^- = Al（OH）₃↓

第三步：P204锰钙分离：除铁铝后液进入P204系统进行锰钙萃取分离，杂质经过洗涤留在萃余液中，钙经过洗涤、反萃得到氯化钙反萃液，由4～6N硫酸溶液反萃，硫酸锰液由反萃段排出去浓缩蒸发；萃取分离锰钙的化学反应如下：

萃取   Mn²⁺ + Na₂A = MnA + 2Na⁺

反萃   MnA + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂A

皂化    H₂A + NaOH = Na₂A +H₂O

第四步：硫酸锰液的浓缩蒸发、冷却、脱水：硫酸锰液进入蒸发器加热进行浓缩脱水，使其结晶析出，然后进行过滤脱水，使晶体硫酸锰和母液分离，母液返回浓缩。

本发明的技术原理如下：在钴、铜金属的酸性浸出过程（反应式①、②、③、④），矿物中锰金属也与硫酸反应（反应式⑤、⑥），生产硫酸锰进入溶液（含铜、钴及锰杂质的硫酸盐混合液）中，主要化学反应方程式如下： 

CoO + H₂SO₄ = CoSO₄ + H₂O                        ①

CoCO₃+ H₂SO₄ = CoSO₄+ H₂O+ CO₂↑                   ② 

Co₂O₃ + H₂SO₄ + SO₂ = 2CoSO₄ + H₂O                 ③