专利摘要

本发明公开了电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括采用电解锰矿的阳极液对锰渣进行酸浸出，同时结合具有洗涤功能的隔膜压滤机，对滤渣进行水洗、碱洗后制备免烧砖，实现锰渣中锰和硫酸铵的回收和锰渣的无害化处理的一体化完成。该方法工艺简单，使用的药剂廉价且便于获取，可在不对现有电解锰企业生产工艺和设备进行较大改动的同时，提高对锰矿资源的利用率，以及降低电解锰所产生的废渣的处理成本。

权利要求

1.电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将阳极液2.5～3份，电解锰渣1～1.5份，淀粉0.03～0.05份，葡萄糖0.03～0.05份，十六烷基三甲基溴化铵0.01～0.02份混合，搅拌均匀后保持50～60℃浸出110～130min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.2～0.4MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，调节阀门控制水洗压力为0.15～0.3MPa，进行水洗并收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，调节阀门控制碱洗压力为0.15～0.3MPa，进行碱洗，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.1～0.2％的絮凝剂，加入碳酸铵，同时搅拌50～60min后分离碳酸锰晶体，蒸发10～12h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣40～50份，粉煤灰10～20份，生石灰5～10份，水泥10～20份,十六烷基三甲基溴化铵0.3～0.5份混合后粉碎为500～600目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入1.5～2倍体积的水，搅拌30～40分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以300～400kg/cm2的力压制成型，经5～7天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

2.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述阳极液为电解制液车间的阳极液，其中锰离子浓度为17～20g/L，硫酸铵浓度为72～77g/L，pH 值为1.2～1.6。

3.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述电解锰渣锰含量为4.5～5.0％，硫酸铵含量为5.0～5.5％。

4.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(3)中所述水洗用水为锰矿企业矿山废水，锰离子浓度为0.1～0.3g/L，硫酸铵浓度为0.4～1.2g/L，pH 值为6.5～7.0。

5.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(3)中所述水洗时间为11～15min。

6.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(4)中所述碱洗采用pH 值为10～12的氢氧化钠溶液进行处理。

7.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤 (4)中所述碱洗时间为3～6min。

8.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(5)中所述碳酸铵的质量为原电解锰渣质量的30～40％。

9.根据权利要求1所述的电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，其特征在于，步骤(5)中所述絮凝剂为聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属矿渣的处理工艺，具体涉及一种电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法。

背景技术

电解锰渣(简称锰渣)是用电解法生产金属锰(Mn)的过程中所产生的废渣。锰渣中残存的硫酸锰和硫酸铵及其它重金属，容易因降水形成渗滤液进入水体，导致环境污染。人们在研究无害化处理电解锰渣的同时，也在研究如何将电解锰渣中的锰加以回收。由于电解锰渣中既有水溶性的硫酸锰，又有酸溶性的碳酸锰，于是，人们针对这两类锰化合物的特征而采用了相应的方法。例如，用硫酸浸取电解锰渣中的酸溶性锰，然而它需要的工艺条件要求较高，用水量大、用酸量大，且需加热升温。这样一来，该技术的应用成本当然就比较高了，难以在锰回收行业推广。

目前，我国已经在尾矿库堆存了几千万吨电解锰渣，该废渣呈弱酸性，化学成分复杂，其中可利用锰含量在3-5％，这表明我国约有几十万吨的锰资源处于浪费状态，此外还包括以离子态NH4+形式存在的氨氮，锰渣的大量堆积不但造成工业原料的严重浪费，而且经过长期的存放，致使废渣中的一些有害重金属元素通过土层渗透进入地表及地下水中，影响地下水资源，污染环境，对人类健康构成严重威胁，因此，电解锰渣的回收和无害化处理具有重要的意义。

发明内容

为解决现有技术中电解锰渣的处理回收工艺中回收效率低下，处理时耗费大量水资源，工艺繁琐耗费大量时间，以及最后无害化处理废渣利用率低的问题，进而提供了一种电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法。

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将阳极液2.5～3份，电解锰渣1～1.5份，淀粉0.03～0.05份，葡萄糖0.03～0.05份，十六烷基三甲基溴化铵0.01～0.02份混合，搅拌均匀后保持50～60℃浸出110～130min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.2～0.4MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，调节阀门控制水洗压力为0.15～0.3MPa，进行水洗并收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，调节阀门控制碱洗压力为0.15～0.3MPa，进行碱洗，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.1～0.2％的絮凝剂，加入碳酸铵，同时搅拌50～60min后分离碳酸锰晶体，蒸发10～12h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣40～50份，粉煤灰10～20份，生石灰5～10份，水泥10～20份，十六烷基三甲基溴化铵0.3～0.5份混合后粉碎为500～600目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入1.5～2倍体积的水，搅拌30～40分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以300～400kg/cm2的力压制成型，经5～7天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

进一步地，步骤(1)中所述阳极液为电解制液车间的阳极液，其中锰离子浓度为17～20g/L，硫酸铵浓度为72～77g/L，PH值为1.2～1.6。

进一步地，步骤(1)中所述电解锰渣锰含量为4.5～5.0％，硫酸铵含量为5.0～5.5％。

进一步地，步骤(3)中所述水洗用水为锰矿企业矿山废水，锰离子浓度为0.1～0.3g/L，硫酸铵浓度为0.4～1.2g/L，PH值为6.5～7.0。

进一步地，步骤(3)中所述水洗时间为11～15min。

进一步地，步骤(4)中所述碱洗采用PH值为10～12的氢氧化钠溶液进行处理。

进一步地，步骤(4)中所述碱洗时间为3～6min。

进一步地，步骤(5)中所述碳酸铵的质量为原电解锰渣质量的30～40％。

进一步地，步骤(5)中所述絮凝剂为聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用电解锰厂、锰矿厂的废液废料和具有洗涤功能的隔膜压滤机来进行电解锰渣的回收处理，极大降低电解锰渣回收过程的成本，减少了处理工序，便于在各大电解锰厂和锰矿厂推广，对于建设环保节约型社会具有重大意义。

2、本发明采用具有洗涤功能的隔膜压滤机，实现了在隔膜压滤机中对电解锰渣的一体化回收处理，在同一设备中完成了浸出、水洗、碱洗工艺。其中，碱洗渣浸出毒性测试的PH值小于8.0，锰含量小于0.23mg/L，氨氮含量小于3.0mg/L，均小于标准限制(GB8978-1996)，在优化了资源回收及无害化处理程序的同时，大大提高回收处理的效率。

3、本发明采用酸、淀粉、葡萄糖和十六烷基三甲基溴化铵组合作为添加剂对电解锰渣浸出，利用淀粉、葡萄糖的还原性，同时十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂，可以提高锰的浸出率，对比没有添加有机物的浸出方式，锰的浸出率可以提高10～20％，同时其成本低廉，对操作人员和环境无毒害作用，是值得推荐的添加剂。

4、本发明通过在回收液中加入碳酸铵、聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂获得碳酸锰沉淀，由于使用聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂，结合了无机絮凝剂形成絮体大而密实、沉降速度快的优点和聚硅酸较强的吸附、架桥和卷扫作用，从而使得锰的回收率大大提高，其中锰回收率可达到90％，硫酸铵回收率可达到70％。

5、本发明将电解锰渣经过浸出、水洗、碱洗后获得的耐腐蚀、难溶的物质作为制备环保免烧砖的主要成分，在回收电解锰渣的同时将废物利用，制备了一种耐水、耐腐蚀、抗压强度高的环保免烧砖，其7d抗压强度达到12.50MPa，28d抗压强度达到15.02MPa，具有重要的环保意义。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求书做进一步说明，任何在本发明权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。

实施例1：

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将电解制液车间的阳极液2.5份(锰离子浓度为17g/L，硫酸铵浓度为72g/L，PH值为1.2)，电解锰渣1份(锰含量为4.5％，硫酸铵含量为5.0％)，淀粉0.03份，葡萄糖0.03份，十六烷基三甲基溴化铵0.01份混合，搅拌均匀后保持50℃浸出110min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.2MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，水槽内为锰矿企业矿山废水(锰离子浓度为0.1g/L，硫酸铵浓度为0.4g/L，PH值为6.5)，调节阀门控制水洗压力为0.15MPa，水洗11min后收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，碱液槽内为氢氧化钠溶液(PH值为10)，调节阀门控制碱洗压力为0.15MPa，碱洗3min，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.1％的聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂，加入原电解锰渣质量30％的碳酸铵，同时搅拌50min后分离碳酸锰晶体，蒸发10h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣40份，粉煤灰10份，生石灰5份，水泥10份，十六烷基三甲基溴化铵0.3份混合后粉碎为500目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入1.5倍体积的水，搅拌30分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以300kg/cm2的力压制成型，经5天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

该实施例所选用的电解锰渣的锰含量为4.5％，硫酸铵含量为5.0％。按上述处理回收方法实施后锰回收率为87％，硫酸铵回收率为67％；碱洗渣浸出毒性测试的PH值为8.1，锰含量为0.33mg/L，氨氮含量为3.2mg/L，均小于标准限制(GB8978-1996)。

实施例2：

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将电解制液车间的阳极液3份(锰离子浓度为20g/L，硫酸铵浓度为77g/L，PH值为1.6)，电解锰渣1.5份(锰含量为5.0％，硫酸铵含量为5.5％)，淀粉0.05份，葡萄糖0.05份，十六烷基三甲基溴化铵0.02份混合，搅拌均匀后保持60℃浸出130min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.4MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，水槽内为锰矿企业矿山废水(锰离子浓度为0.3g/L，硫酸铵浓度为1.2g/L，PH值为7.0)，调节阀门控制水洗压力为0.3MPa，水洗15min后收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，碱液槽内为氢氧化钠溶液(PH值为12)，调节阀门控制碱洗压力为0.3MPa，碱洗6min，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.2％的聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂，加入原电解锰渣质量40％的碳酸铵，同时搅拌60min后分离碳酸锰晶体，蒸发12h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣50份，粉煤灰20份，生石灰10份，水泥20份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份混合后粉碎为600目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入2倍体积的水，搅拌40分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以400kg/cm2的力压制成型，经7天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

该实施例所选用的电解锰渣的锰含量为5.0％，硫酸铵含量为5.5％。按上述处理回收方法实施后锰回收率为89％，硫酸铵回收率为67％；碱洗渣浸出毒性测试的PH值为8.3，锰含量为0.43mg/L，氨氮含量为3.8mg/L，均小于标准限制(GB8978-1996)。

实施例3：

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将电解制液车间的阳极液3份(锰离子浓度为18g/L，硫酸铵浓度为77g/L，PH值为1.6)，电解锰渣1份(锰含量为5.0％，硫酸铵含量为5.5％)，淀粉0.03份，葡萄糖0.03份，十六烷基三甲基溴化铵0.02份混合，搅拌均匀后保持60℃浸出120min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.4MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，水槽内为锰矿企业矿山废水(锰离子浓度为0.3g/L，硫酸铵浓度为1.2g/L，PH值为7.0)，调节阀门控制水洗压力为0.3MPa，水洗15min后收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，碱液槽内为氢氧化钠溶液(PH值为10)，调节阀门控制碱洗压力为0.3MPa，碱洗5min，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.2％的聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂，加入原电解锰渣质量40％的碳酸铵，同时搅拌60min后分离碳酸锰晶体，蒸发12h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣50份，粉煤灰20份，生石灰10份，水泥20份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份混合后粉碎为600目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入2倍体积的水，搅拌40分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以400kg/cm2的力压制成型，经7天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

该实施例所选用的电解锰渣的锰含量为5.0％，硫酸铵含量为5.5％。按上述处理回收方法实施后锰回收率为90％，硫酸铵回收率为70％；碱洗渣浸出毒性测试的PH值为8.0，锰含量为0.23mg/L，氨氮含量为3.0mg/L，均小于标准限制(GB8978-1996)。

实施例4：

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法，包括以下步骤：

(1)阳极液浸出：将电解制液车间的阳极液2.5份(锰离子浓度为19g/L，硫酸铵浓度为74g/L，PH值为1.5)，电解锰渣1.2份(锰含量为4.8％，硫酸铵含量为5.3％)，淀粉0.04份，葡萄糖0.04份，十六烷基三甲基溴化铵0.02份混合，搅拌均匀后保持55℃浸出115min得到矿浆；

(2)压滤：将矿浆泵入隔膜压滤机，调节阀门控制进料压力为0.25MPa，进行压滤并收集浸出液；

(3)水洗：打开水槽水泵，水槽内为锰矿企业矿山废水(锰离子浓度为0.25g/L，硫酸铵浓度为0.9g/L，PH值为6.7)，调节阀门控制水洗压力为0.22MPa，水洗13min后收集水洗液；

(4)碱洗：打开碱液槽水泵，碱液槽内为氢氧化钠溶液(PH值为10.5)，调节阀门控制碱洗压力为0.25MPa，碱洗4min，收集碱洗渣，碱洗液可重复使用；

(5)回收液体：合并浸出液、水洗液得回收液，在回收液中加入总重量0.15％的聚硅酸-无机铁铝盐复合絮凝剂，加入原电解锰渣质量36％的碳酸铵，同时搅拌55min后分离碳酸锰晶体，蒸发11h析出硫酸铵晶体；

(6)回收碱洗渣：将碱洗渣50份，粉煤灰20份，生石灰10份，水泥20份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份混合后粉碎为600目颗粒；将颗粒放入混合搅拌机，注入2倍体积的水，搅拌40分钟得到浆液；将浆液注入压砖机施以400kg/cm2的力压制成型，经7天日晒干燥后获得锰渣免烧砖。

该实施例所选用的电解锰渣的锰含量为4.8％，硫酸铵含量为5.3％。按上述处理回收方法实施后锰回收率为90％，硫酸铵回收率为67％；碱洗渣浸出毒性测试的PH值为8.2，锰含量为0.24mg/L，氨氮含量为3.4mg/L，均小于标准限制(GB8978-1996)。

电解锰渣中锰和硫酸铵处理回收方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。