[发明专利]一种电解锰阳极泥高值化利用方法

说明书

本发明公开了一种电解锰阳极泥高值化利用方法，涉及锰渣回收利用技术领域，解决了现有技术中电解锰阳极泥回收利用过程中，未对Ca、Mg、硫酸盐等杂质进行深度净化而限制电解锰阳极泥的高值化利用的技术问题。本发明的电解锰阳极泥高值化利用方法，依次采用水洗、碱洗和酸浸的方法对电解锰阳极泥中Ca、Mg、硫酸盐等杂质进行高效脱除，再采用双氧水和硫酸对除杂后的阳极泥进行浸出，获得的浸出液为高纯硫酸锰溶液，浸出渣为铅精矿。相比现有技术，本发明可实现电解锰阳极泥中Ca、Mg、硫酸盐等杂质的深度净化，同时实现Pb的富集，此外，获得的硫酸锰溶液可作为制备高纯硫酸锰、电解金属锰以及电解二氧化锰产品的原料。

技术领域

本发明涉及锰渣回收利用技术领域，尤其涉及一种电解锰阳极泥高值化利用方法。

背景技术

电解金属锰是国民经济中重要的基础物质，是国家重要的战略资源之一。中国是电解锰生产、消费和出口大国，2020年中国电解金属锰产量为150.1万吨，占全球总产量的96.5％。电解生产金属锰时，阳极区产生电解锰阳极泥废渣，因此，电解锰产业在快速发展的同时，也面临着巨大的资源和环境压力，尤其是电解锰阳极泥的处置已成为电解锰企业重点关注的问题之一。电解锰阳极泥是电解金属锰生产过程中阳极副反应生成的一种黑褐色的沉积物，其主要成分包括Mn(40％-50％)、Pb(6％-9％)、Sn、Fe、Ni等重金属。目前电解锰阳极泥一般采用直接堆存处理，给环境造成巨大压力。

目前有关电解锰阳极泥资源化利用研究，其主要集中在如何实现锰的高效浸出。常规浸出工艺是在酸性条件下，采用还原剂将电解锰阳极泥中高价锰还原成Mn²⁺，再通过固液分离、除杂等工序制备得到合格的硫酸锰溶液。目前常用的还原剂主要包括醋酸铵、铁粉、亚硫酸铵、FeS₂、SO₂、含硫化合物、葡萄糖、桔子皮、木屑等。这些还原剂都能实现锰的浸出，但因工艺复杂、浸出成本高、还原剂用量大、锰浸出率低、浸出液中残留有机物等原因，导致上述还原剂都难以实现工业化应用。申请人前期研究也发现，在电解锰阳极泥提锰过程中，电解锰阳极泥中夹带的Ca、Mg、硫酸盐等杂质极易进入溶液中，从而导致浸出液中含有大量的Ca、Mg、硫酸盐等杂质，这些杂质直接影响浸出液制备高纯硫酸锰、电解金属锰以及电解二氧化锰等产品的纯度。因此，如何高效去除电解锰阳极泥中的Ca、Mg、硫酸盐等杂质，是实现电解锰阳极泥高值化利用的关键。

事实上，电解锰阳极泥中Ca、Mg等杂质通常以硫酸盐、复盐等的形式存在，含量一般为1％～5％。目前，在电解锰阳极泥资源化利用相关的专利很少涉及Ca、Mg、硫酸盐等杂质去除。例如专利号CN202011072257.X中首先将电解锰阳极泥进行碳酸化，再利用高温还原挥发铅，从而得到用于炼铅原料的氧化铅烟尘及锰矿浸出用的锰渣，此方法处理后的阳极泥脱硫率在90％以上，Pb挥发率在96％以上，但高温还原过程能耗较高，且Ca、Mg、硫酸盐等杂质未进行脱除。再如专利号CN105039703.A中利用废蜜糖或工业级葡萄糖作为还原剂对电解锰阳极泥进行处理，经除杂后同样得到碳酸锰及硫酸铅精矿，此方法锰的浸出率为96.33％，铅回收率为90.63％，但该方法得到的浸出液中仍然含有Ca、Mg、硫酸盐等杂质。再如专利号CN202010880509.5采用乙酸钠浸出电解锰阳极泥中铅，铅浸出液进行蒸发浓缩后铅浓度可升高到30g/L以上，但得到的浸出液中仍然含有Ca、Mg、硫酸盐等杂质。

目前大量研究者主要集中在如何分离/去除电解锰阳极泥中的Mn和Pb，未考虑电解锰阳极泥中Ca、Mg、硫酸盐等杂质的深度净化，从而限制了电解锰阳极泥的高值化利用。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种电解锰阳极泥高值化利用方法，解决了现有技术中电解锰阳极泥回收利用过程中，未对Ca、Mg、硫酸盐等杂质进行深度净化而限制电解锰阳极泥的高值化利用的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：