[发明专利]硫酸锰蒸发结晶设备及工艺

说明书

本发明公开了一种硫酸锰蒸发结晶设备，包括顺次连接的原液预热系统、蒸发浓缩系统、高温结晶系统和过滤分离系统，所述高温结晶系统包括搪瓷高温釜，设备还包括控制机构，控制机构与原液预热系统、蒸发浓缩系统、高温结晶系统和过滤分离系统信号连接。利用该装置可直接由硫酸锰含量偏低的贫锰矿蒸发结晶获得一水硫酸锰，该设备结构简单、占地面积小，设备投资低，并且实现了一水硫酸锰从硫酸锰原液的处理到产品的包装的自动化生产过程，生产效率高、对环境无破坏，是一种能耗低、自动化程度高的设备。还公开了利用该设备制备硫酸锰的工艺，该工艺步骤简单、能源消耗低、生产成本低廉，提高了贫锰矿产出硫酸锰的产量，消耗的蒸汽量低。

技术领域

本发明属于硫酸锰生产技术领域，涉及一种硫酸锰蒸发结晶设备及工艺，具体地说涉及一种节能型的可直接获得一水硫酸锰产品的硫酸锰蒸发结晶设备及工艺。

背景技术

硫酸锰是一种传统的锰盐产品，其可广泛应用于化肥、饲料、油漆和农药等领域，目前，硫酸锰通常采用高温焙烧法、酸浸法、两矿加酸法、二氧化硫法以及苯胺还原法等方法制备，其中，高温焙烧法是将软锰矿、硫铁矿干燥后粉碎，焙烧后用稀硫酸锰溶液浸取，分离湿渣后进行精滤，再经蒸发、浓缩、离心分离，湿料经干燥、粉碎，制得硫酸锰产品。酸浸法是将软锰矿、硫酸和一定量还原剂混合反应，经熟化，用水浸取，过滤除渣得硫酸锰溶液，再经浓缩、结晶、分离、干燥制得硫酸锰产品。苯胺还原法是由苯胺与二氧化锰氧化反应生产对苯二酚时副产大量含硫酸锰、硫酸铵的废液，通常经石灰乳中和除去杂质，然后加热脱氨得硫酸锰溶液，再经浓缩、结晶、脱水分离、干燥，制得硫酸锰产品。

上述制备方法的不同点在于浸出工艺上的差别，结晶工艺均为常压蒸发结晶。但是随着锰富矿资源的日益枯竭，硫酸锰的生产已逐渐趋向于使用含锰质量分数低于20％的贫锰矿，而非传统的软锰矿，贫锰矿在浸出过程中硫酸锰含量偏低，用常压结晶法生产硫酸锰时，蒸发浓缩过程需要消耗大量蒸汽，致使生产成本偏高。近年来，利用硫酸锰在高温下溶解度下降的特性，使硫酸锰在高温下结晶的研究已有报道但工艺上还不够完善，仍处于研究开发阶段。

发明内容

为此，本发明解决的技术问题在于，贫锰矿可浸出的硫酸锰含量低，常压结晶生产时能耗和生产成本高，从而提出一种能耗低、设备投入小、生产效率高的硫酸锰蒸发结晶设备及工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种硫酸锰蒸发结晶设备，所述设备包括顺次连接的原液预热系统、蒸发浓缩系统、高温结晶系统和过滤分离系统，所述高温结晶系统包括搪瓷高温釜，所述设备还包括控制机构，所述控制机构与所述原液预热系统、蒸发浓缩系统、高温结晶系统和过滤分离系统信号连接。

作为优选，所述原液预热系统包括通过管路顺次连接的原液储存罐、蒸馏水预热器和鲜蒸汽预热器，所述原液储存罐与所述蒸馏水预热器通过原液泵连接，所述鲜蒸汽预热器与所述蒸发浓缩系统连接。

作为优选，所述蒸发浓缩系统包括气液分离器、与所述气液分离器连接的一级强制循环换热器、二级强制循环换热器和二次分离器，所述二次分离器通过一蒸汽压缩机与所述一级强制循环换热器连接。

作为优选，所述二级强制循环换热器底部还设置有一强制循环泵，所述强制循环泵通过管路同时与所述一级强制循环换热器连接。

作为优选，所述过滤分离系统包括一平板刮刀式下卸料离心机，所述平板刮刀式下卸料离心机与所述搪瓷高温釜通过管道连接，所述搪瓷高温釜同时通过一出料泵连接于所述气液分离器。

作为优选，平板刮刀式下卸料离心机的出液口连接有一母液存储罐，所述母液存储罐通过一母液泵连接于所述强制循环换热器。

作为优选，所述二级强制循环换热器还连接有一不凝气冷凝器，所述不凝气冷凝器连接有一真空泵；所述蒸馏水预热器通过蒸馏水泵连接有一蒸馏水储存罐。