[发明专利]一种从电解锰阳极泥中分离铅与锰的方法

说明书

本发明公开了一种从电解锰阳极泥中分离铅与锰的方法，按照以下步骤进行：(1)碳酸化转化脱硫：将锰阳极泥加水、球磨调浆后加入碳酸氢铵，在搅拌和一定温度下进行碳酸化转化脱硫，反应结束后过滤得到含硫酸铵的滤液返回浸出过程使用；阳极泥转化渣加水洗涤，得到转化渣和洗水，洗水返回碳酸化转化脱硫的调浆过程；(2)高温还原挥发铅：将步骤(1)中所得转化渣与木碳粉混合、制粒得到料球，料球烘干后在管式电炉内于900～1300℃温度下进行还原挥发铅，得到氧化铅烟尘和锰渣，氧化铅烟尘作为炼铅原料外售，锰渣返回锰矿浸出过程。本发明中的从电解锰阳极泥中分离铅与锰的方法，成本低，分离过程中对环境友好，利于工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种锰阳极泥的处理方法，特别涉及一种从电解锰阳极泥中分离铅与锰的方法。

背景技术

目前，生产电解锰是在MnSO₄-(NH₄)₂SO₄-H₂O电解液体系中采用不锈钢为阴极、铅银合金为阳极进行隔膜电解，在阴极上析出金属锰的同时，阳极上有阳极泥产生，每生产1t电解锰约产出50～150kg的阳极泥，阳极泥的主要成份为：Mn 40％～55％、Pb 3％～8％、(NH₄)₂SO₄8％～12％以及少量的Se、Sn等有价元素，是一种重要的锰资源。阳极泥中Mn主要以MnO₂形式存在、少量锰以MnSO₄形式存在，Pb主要以PbO₂、PbSO₄形式存在。

现有技术中对电解锰阳极泥的回收方法主要有：

(1)焙烧-浸出法【环境工程2013年第31卷增刊，457《电解锰阳极泥特性及除铅初步研究》】：该方法是将锰阳极泥湿磨除去可溶物之后于700℃下进行焙烧，然后用自制的浸取液除铅得到Mn₂O₃，锰的收率为75％～85％。该方法不足之处主要是锰的收率较低，且没有对铅进行回收，此外，直接还原焙烧还会有SO₂产生导致污染环境。

(2)还原焙烧-酸洗法：CN201910560556.9号中国发明专利公开了一种利用电解锰阳极泥制备化学二氧化锰的方法，该法采用高温还原挥发处理联合氧化焙烧-酸洗活化工艺，直接可制备得到较为纯净的化学二氧化锰产品，实现电解锰阳极泥的高值资源回收利用。但是该法的技术方案中一方面水洗产生大量含可溶性硫酸铵和硫酸锰等杂质的洗水难以处理；另一方面高温还原挥发除铅时，产生的SO₂会造成环境污染。

(3)还原浸出法【中南大学化学化工学院硕士论文2012《亚硫酸浸出电解锰阳极泥》】：该论文分别采用了两矿一步法，亚硫酸浸出法处理电解锰阳极泥，分离锰、铅、硒，亚硫酸浸出，锰浸出率在90％以上，硒的浸出率在80％以上，滤渣含铅在20％左右。但该法得到的滤渣含铅、硒低，因而难以回收利用，亚硫酸浸出时SO₂的利用率较低，逸出的SO₂会造成新的污染。

(4)公开号为CN105039703A的中国发明专利公布了一种《电解锰阳极泥中回收锰和铅的方法》，其技术方案中采用废糖蜜和浓硫酸溶液进行还原反应。但是，采用蔗糖、葡萄糖、醇类、醛类、酮类以及秸杆等生物质为还原剂时，存在废水处理成本较高的问题。

(5)CN201410329274.5号中国专利公开了一种利用微波回收锰阳极泥中硒和锰的方法，将锰阳极泥和木薯渣或木薯酒糟分别粉碎，均匀混合；送入微波焙烧炉内在400℃～800℃隔绝氧气焙烧，气体经水冷却吸收获得单质硒；渣隔绝氧气冷却后采用硫酸水溶液浸出获得硫酸锰溶液，铅、银和锡等元素富集在浸渣中。锰阳极泥中硒的回收率达到85％以上，锰的浸出率超过90％。该方法工艺复杂，微波焙烧不利于规模生产。

此外，还有采用硫酸亚铁、铁粉、双氧水为还原剂处理的技术方案，但其存在生产成本较高的问题。

发明内容