[发明专利]一种电解锰生产过程铬钝化液在线循环处理方法及处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电解锰生产技术领域，尤其涉及一种电解锰生产过程铬钝化液的处理方法及处理系统。

背景技术

电解锰生产中，钝化工序是其后处理过程中重要的工序之一，对产品质量有着很大的影响。钝化工序的处理过程如下：在达到电解周期后，将沉积了金属锰的阴极板从电解槽中取出，沥干电解液后，放入钝化池中，使金属锰表面形成钝化膜，以防止金属锰在空气中氧化。

现有技术电解锰钝化工序采用的是铬酸盐钝化技术。由于金属锰特殊的物理化学性质以及铬酸盐的钝化性，目前传统的铬酸盐钝化技术仍然不能被其他新型的钝化技术完全取代。目前所研究的电解锰无铬钝化技术如磷酸盐技术还存在许多问题，例如，使用的可靠性差，工厂无法达到试验中对环境条件的要求，因此实际应用中钝化效果不及铬酸盐技术，而且磷酸盐处理后含磷废水会对环境造成污染。

传统的铬酸盐钝化技术采用重铬酸钾进行处理。重铬酸钾含Cr⁶⁺，氧化性极强，当包覆有锰层的电极板放在钝化液中，电解锰会与Cr⁶⁺以及H⁺发生反应，生成Cr³⁺、Mn²⁺和水。反应界面的H⁺不断被消耗后，pH值迅速上升到成膜pH范围，析出氢氧化铬、氢氧化锰等难溶金属盐并沉积在锰金属表面，形成极薄又致密的氧化膜。该氧化膜能将锰与环境隔离开来，使锰的腐蚀反应受到阻碍而无法进行，从而使得锰表层处于钝化状态。

采用重铬酸钾进行钝化处理的过程中，铬酸根离子与锰离子的氧化还原反应，既产生了形成钝化膜的组成物Cr³⁺和Mn²⁺，又创造了形成钝化膜的合适pH值范围，且因其钝化色泽好、抗氧化时间长，至今重铬酸钾仍是电解锰最好的钝化剂之一。重铬酸钾钝化液其钝化有效成分是Cr⁶⁺，所含Cr⁶⁺合适的浓度是保障电解金属锰质量的关键。如果该浓度过小，则溶液氧化性不够，起不到钝化作用；如果该浓度太高，则会导致电解金属锰表面发黑、外观不好。而在钝化过程中，反应产物Cr³⁺和Mn²⁺在钝化液中累积的同时，Cr⁶⁺浓度则降低，当降低到一定限度时，钝化液就会报废，形成废钝化液。现有技术每生产1吨电解锰，就会产生约0.03m³的废钝化液，其Cr⁶⁺含量在200mg/L以上。

目前，电解锰厂家大多是将废钝化液、冲洗废水混合进行末端处理，在酸性条件下利用还原剂将高毒性的Cr⁶⁺转化为低毒性的Cr³⁺，最终以氢氧化物沉淀至含铬废渣，含铬废渣则以填埋或者堆存的方式处理。然而，含铬废渣在环境中的堆存处置，带来的最大问题是造成土壤或地下水铬污染，其所造成的污染已占全国范围内所有铬污染的20%以上。为此，如何解决电解锰生产对环境所造成的铬污染问题具有至关重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电解锰生产过程铬钝化液在线循环处理方法，以提高废钝化液中有效成分Cr⁶⁺的浓度，并回收利用其中的Mn²⁺，使钝化系统的铬、锰离子得以循环使用而避免失效废弃，从而减少对环境的污染。本发明的另一目的在于提供一种电解锰生产过程铬钝化液在线循环处理系统。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种电解锰生产过程铬钝化液在线循环处理方法，包括以下步骤：

1)在钝化工序排出的废钝化液中加入氧化剂，并搅拌混合进行氧化反应，使其中的Cr³⁺原位转化为Cr⁶⁺，并至有黑色二氧化锰固体物产生；

2)将氧化反应后的钝化液进行固液分离，固体物二氧化锰进入锰冶炼系统使用，液体返回钝化工序中；

3)在线检测分离出的液体的Cr⁶⁺浓度，并根据Cr⁶⁺浓度补充重铬酸钾进行调节，以维持钝化工序Cr⁶⁺的有效浓度，确保满足钝化工艺要求。