[发明专利]锰矿二氧化硫浸出液中连二硫酸锰的高效分解方法

说明书

本发明公开了一种锰矿二氧化硫浸出液中连二硫酸锰的高效分解方法，其主要内容为，在锰矿浆的二氧化硫浸出液的温度条件下，向浸出液中依次加入硫酸、二氧化锰(或二氧化锰矿)和三价铁，在恒温和酸性条件下，通过三价铁和二氧化锰高价金属本身的催化活性，以及由三价铁和二价锰形成的配位催化还原和自由基氧化形成的链反应过程实现二氧化硫向硫酸根的快速氧化转化。本发明工艺方法具有成本较低、易于大规模产业化生产优势。反应产物即为浸出液中主要成分硫酸锰，未引入新的杂质，有利于浸出液后续用于生产电解金属锰或硫酸锰。

技术领域

本发明属于污染控制与资源化、湿法冶金技术领域，具体涉及的是一种锰矿以二氧化硫为浸出剂的浸出液中连二硫酸锰高效分解的方法。

背景技术

二氧化硫(SO₂)是常见的大气污染物，其对人体健康和环境有严重的影响，不仅会引发呼吸道、心血管等疾病，还会导致酸雨、建筑物被腐蚀等。目前常用的烟气二氧化硫排放控制技术主要有干法、湿法和半干法技术，但对于高浓度的烟气二氧化硫，这些技术已不能满足要求，且易产生二次污染，脱硫成本较高。为了克服这些技术的不足，人们开发出了一种资源化的烟气脱硫技术，一方面可以满足脱硫要求，另一方面也能回收利用硫资源，降低脱硫成本。

氧化锰矿浆烟气脱硫技术是一种新兴的资源化烟气脱硫技术，利用氧化锰矿(主要以MnO₂为主)中二氧化锰与烟气中二氧化硫反应进行脱硫。该技术不仅可以实现二氧化硫的达标排放，而且可以将脱硫浸锰过程中产生的副产物进一步制备硫酸锰产品或者电解锰，从而实现了烟气中SO₂和氧化锰矿的同步资源化。氧化锰矿浆脱硫法所采用的吸收剂丰富、工艺流程较短、操作简便而且设备运行稳定，与传统的钙基烟气脱硫工艺相比，锰矿浆脱硫的产物可以资源化生产硫酸锰及其相关产品，解决了传统的钙基烟气脱硫工艺废水和脱硫渣二次污染、难以资源化利用等弊端，在烟气脱硫领域是一种符合清洁生产及循环经济理念的新技术，具有较好的推广应用前景。然而，氧化锰矿浆在脱硫过程中，会发生副反应，生成连二硫酸锰(Mn₂S₂O₆)：

SO₂+H₂O→H₂SO₃

2H₂SO₃+MnO₂→MnS₂O₆+H₂O

MnS₂O₆→MnSO₄+SO₂MnS₂O₆+MnO₂→2MnSO₄

连二硫酸锰的生成和累积将严重影响脱硫液的高值利用。当脱硫液制成硫酸锰产品时，会影响硫酸锰结晶过程，使产品纯度降低，同时在高温干燥硫酸锰结晶过程中连二硫酸锰会分解放出二氧化硫，导致二次污染。当脱硫液作为电解锰生产时，连二硫酸锰浓度若大于5g/L，将会影响电解过程。这限制了锰浆烟气脱硫技术的大规模工业化应用，故亟待采取措施降低脱硫液中连二硫酸锰的含量。