电解锰阳极泥综合回收利用研究

摘要

锰矿及其深加工产品广泛应用于国民经济各个领域，90％的锰消耗于钢铁工业，10％消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门，对其需求随着我国经济的迅速发展而不断增长。目前我国已成为全球最大电解锰生产、出口和消费国。在电解锰生产过程中，不可避免地在电解槽的阳极区产生大量的阳极泥，其锰含量高达40％～50％，主要成分为Mn4+的水合氧化物，并有较高含量的铅，因其组成复杂，使其不能通过简单机械或选矿方法进行直接回收利用。在目前的技术条件下，采用湿法还原浸出对其进行处理是较为经济可行的方法。
　　 对锰阳极泥的综合回收利用包括锰阳极泥还原浸出、浸出液除杂制备锰产品和浸出渣除杂回收铅三个部分。锰阳极泥还原浸出过程中选用了不同的无机和有机还原剂，对其还原剂用量、酸用量、浸出时间及浸出温度等因素进行对比研究，综合考虑还原剂成本、能耗、药剂及能否回收铅等问题，可知:还原铁粉在无机还原剂中效果最好，而玉米秆在有机还原剂中效果最佳。在各自浸出最佳条件下，以还原铁粉作为还原剂，其锰浸出率达99.43％，在除杂阶段，浸出液中含有大量铁离子，如果直接水解沉淀除铁将会导致过滤几乎无法进行，需将浸出液稀释2.5倍后，方能一步除铁并可获得较高的锰回收率，再经硫化沉淀除重金属后，除杂作业的锰回收率为92.39％，但是所得净化液中锰离子浓度达不到锰电解液要求;若不对浸出液进行稀释，则需进行两步除铁，再经硫化沉淀除重金属后，所得净化液虽达到锰电解液要求，但除杂作业中锰回收率仅为42.79％，需对除铁滤渣进行洗涤，将洗涤液返回浸出，以减少锰损失。两种方法除杂后所得的净化液均可碳化结晶得到合格的碳酸锰产品，该作业回收率为98.60％，或蒸发浓缩结晶制得硫酸锰产品，该作业回收率为94.11％。在回收铅阶段，采用盐酸、硝酸以及还原铁粉对浸出渣进行浸出除杂，得到铅精矿，其铅品位和总回收率分别为59.38％和87.87％，达到铅精矿四级品的要求;以玉米秆作为还原剂，其锰浸出率达97.01％。除杂阶段，浸出液经过水解沉淀除Fe3+、Al3+，硫化沉淀除重金属后，所得的净化液达到锰电解液要求，除杂作业锰回收率为90.17％，净化液可碳化结晶得到合格碳酸锰产品，该作业锰回收率为99.79％，但由于净化液中含有糖分和色素，无法制得硫酸锰产品。在回收铅阶段，采用盐酸、硝酸以及玉米秆对浸出渣进行浸出除杂，得到铅精矿，其铅品位和总回收率分别为60.79％和82.52％，达到铅精矿三级品的要求。实现对锰阳极泥综合回收利用的目的。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 锰矿资源概况及在各领域的应用

1．1．1 锰矿资源概况

1．1．2 锰矿在各领域的应用

1．2 锰矿主要选别方法

1．2．1 锰矿机械选矿法

1．2．2 锰矿特殊选锰法

1．3 锰阳极泥现状与回收方法

1．3．1 锰阳极泥现状

1．3．2 锰阳极泥的回收利用方法

1．3．3 锰阳极泥浸出液除杂净化

1．3．4 锰产品的制备

1．4 课题的研究意义与目的

第二章 试样和研究方法

2．1 试样

2．1．1 试样的化学成分

2．1．2 试样的矿物组成

2．1．3 试样的粒度组成

2．2 研究方法

2．2．1 试剂和设备

2．2．2 试验流程

2．2．3 试验方法

2．2．4 试验中相关的计算公式

第三章 锰阳极泥还原浸出

3．1 无机还原剂浸出

3．1．1 还原铁粉还原浸出

3．1．2 硫铁矿还原浸出

3．1．3 无机还原剂浸出效果对比

3．2 有机还原剂还原浸出

3．2．1 玉米秆还原浸出

3．2．2 木薯淀粉还原浸出

3．2．3 有机还原剂浸出对比

3．3 本章小结

第四章 浸出液净化与产品制备

4．1 浸出液除杂

4．1．1 水解沉淀除Fe、Al

4．1．2 硫化沉淀除重金属

4．1．3 电解液标准

4．2 产品制备

4．2．1 碳酸锰制备

4．2．2 硫酸锰制备

4．3 本章小结

第五章 浸出渣回收利用

5．1 浸出渣性质及试验设计

5．2 浸出渣除杂条件试验

5．3 铅精矿产品质量及回收效果

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文