锰工程中心—电解锰行业概论

6 2004 2006 2008 2010 2012
6 2014
年份
年份
2004~2013年我国电解锰矿石单耗与品位变化
2004~2013年我国电解出口量与价格变化
锰矿品位持续下降，每吨电解锰所需矿量增加，锰矿贫化程度严重； 电解锰出口量及价格受 全球经济形势、市场因素及政策影响较大。
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电解获得的金属锰外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另 一面粗糙，银白色，加工为粉末后呈银灰色。
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电解金属锰概述
电解锰的应用
钢铁工业
脱氧剂：亲氧性，廉价； 脱硫剂：亲硫性； 合金元素：铬锰系不锈钢
有色冶金工业：合金，氧化剂； 电池电子工业：锌 - 锰、锂 - 锰 电池，锰锌铁氧铁软磁材料； 建筑材料：玻璃脱色，陶瓷着 色； 农业：肥料，饲料添加剂； 环境保护：氧化污水、废气
我国电解锰产业概况
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资源所锰工程中心
2015-4-28
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主要提纲 电解金属锰概述 我国电解锰产业概况
我国电解锰产业发展方向
锰工程中心主要研究工作
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电解金属锰概述
电解锰定义 电解锰又称电解金属锰，是锰矿石经酸浸出获得锰盐溶液，再送电解槽 电解析出单质金属锰。 电解锰产品特性
电解技术条件： SeO2:~0.018g/L 阴极电流密度：350~400A/m2， 阳极电流密度：~700A/m2 同名极距：68mm 槽电压：4.2V 电解周期：24h
电解锰冶炼工艺流程图(续)
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电解锰产业概况——主要设备
矿坪
雷蒙磨
磨矿车间
雷蒙磨 电解车间 板框压滤机 化合车间
滤渣 送渣库
合格液
电解锰冶炼工艺流程图
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合格液 电解沉积
阳极液
电解锰
阳极泥
合格液参数： pH：6.5~7.0 [Mn]：~35g/L，[硫铵]~80g/L 杂质：Fe<1mg/L，Co、Ni、Cu、 Zn均<2mg/L
送浸出车间
钝化
水洗 烘干 剥离 成品电解锰
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电解锰产业概况——我国电解锰产能与产量
70
250
产能 产量
60
200
50
重庆 湖南 贵州 广西 宁夏
万吨
150
万吨
40
30
100
20
50
10
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
2011
2012
…………
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电解锰发展历史 1920年 1935年 1938年 1939年 1941年 1956年 20世纪90年代 英国 美国矿山局 日本京都大学 美国 日本 南非 陶瓷隔膜槽电解金属锰 确立电解锰工业制造方法 菱锰矿制取电解金属锰 开始电解锰工业生产 开始电解锰工业生产 开始电解锰工业生产 国外电解锰生产陆续关闭停产， 仅存南非MMC公司 需求少，市场规模小 改革开放，第一次快速发展 西方国家取消经济制裁，电解锰高速发展 受市场影响波动较大，竞争中求生存
电解锰产业概况——我国电解锰技术指标及出口
35 1.9 1.8
18
锰矿石单耗 锰矿石品位
18
30 1.7
16
16
t-1 锰矿石单耗/t·
锰矿品位/%
14
14
价格/万元
出口量/万吨
25
1.6 1.5 1.4
12
12
20
10
10
8
8
15 1.3 10 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 1.2
9000 8000 7000 6000
湖南
锰矿石/万吨
5000 4000 3000 2000 1000
广西 贵州 重庆 云南
2010 2011 2012 2013 2014
年份
2014年我国锰矿石基础储量分布
2010~2104年我国分地区主要锰矿石基础储量变化规律
锰矿资源分布不平衡； 沉积或沉积变质型锰矿，矿石结构复杂，难开采； 以碳酸锰矿为主，矿石品味低、组分复杂，加工性能不理想；
一段浸出 过滤
项目成果： 菱锰矿精矿锰浸出率大于95%， 锰回收率大于85%； 为贫菱锰矿高效利用提供新的 思路和技术解决方案 提高了我省复杂贫锰矿资源的 工业利用效率和经济效益
滤液 滤渣 除杂 合格液
阳极液
菱锰矿精矿浸出技术路线
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锰工程中心主要研究工作——电解锰生产过程中镁的脱除
加纳矿工业应用工艺流程图
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锰工程中心主要研究工作——贫菱锰矿高效利用选冶联合新工艺
菱锰矿
背景： 湖南省锰矿资源枯竭，永州零陵 地区新近发现锰矿储量达1 亿吨以 上，活性好； 该菱锰矿品位较低，含钙、镁较 高，利用难度较大；
浓硫酸
磨矿 浓硫酸+添加剂 二段浸出 固液分离 滤液 滤渣
浸出 氨水 SDD
浸出技术条件： 浸出温度：不外加热，浓 硫酸稀释热及反应热 浸出时间：4~6h 浸出终点：余酸<3g/L， [Mn]~35g/L
中和除铁净化 过滤
净化技术条件： 时间：0.5~1h pH>6.4(双飞粉和氨水调节) SDD用量：~0.1g/L
压滤技术条件： 进料压力：~0.6Mpa 压榨压力：~1.2Mpa
化合 浸出液
阳极池 入渣库 结晶除镁 结晶物
电解锰生产过程中除镁工艺流程图
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锰工程中心主要研究工作——阳极泥还原浸出制备硫酸锰 背景： 电解锰过程产生阳极泥，锰含 量 高 达 40~50% ， 铅 含 量 达 5~7%，具有回收价值； 阳极泥主要用于还原熔炼生产 富锰渣和粗铅，利用程度低并 且污染环境。 矿冶院重点发展锰系材料 项目成果： 阳极泥中 Mn 浸出率高，产品高 纯硫酸锰可用于制备 Li—Mn 系 电池； Pb 得 到 明 显 富 集 ， 富 铅 渣 中 Pb>50%，可以直接销售； 工业废渣作为资源回收利用，环 境友好。
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锰工程中心主要研究工作
贵州省锰资源高效利用 工程技术研究中心
贵州铜仁 金瑞锰业 长沙矿冶 院锰中心 贵州省 地矿局
铜仁学院
基础理论研究 自主研发 引进吸收和集成创新的研发模式
锰资源开发利用、节能减排 促进锰资源深加工产品的开发 推广转化新工艺、新技术、新方法
②锰系材料产品研制及推广
通过自主研发、引进吸收和集成创新的研究模式，促进锰资源深加工产品的研发， 提升锰资源开发利用经济价值和生态效益，增强产品市场竞争力。 阳极泥制备电池级硫酸锰研究；锰系环保吸附材料；硫酸锰直接制备四氧化三锰
③锰资源高效利用及清洁生产技术
以国内外锰矿资源和电解锰生产过程中的废水、废渣为主要研究对象，研究锰矿 资源的高效综合利用及废水、废渣的资源化、无害化处理技术。 加纳锰矿工业应用；贫菱锰矿选冶联合新工艺；废水处理技术；废渣资源化处理 技术
阳极泥
浓硫酸
磨洗
浓硫酸+水
一段浸出
二段浸出
SO2气体
浓密
过滤
上清液 送净化 工序
底流
滤液
滤渣
洗涤
水
洗液
含铅副 产品
阳极泥还原浸出工艺流程图
ห้องสมุดไป่ตู้
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谢谢！请不吝指正！
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阳极液 液氨 碳铵 沉锰
背景： 溶液中镁浓度升高导致生产体系 大面积无序结晶，堵塞管道，危 及设备及生产正常运行； 硫酸镁铵结晶导致锰、铵损失， 使生产成本增高。
碳铵 沉 镁 压 滤 滤液 碳酸镁
沉降分离
底渣
上清液
项目成果： 溶液中镁脱除率达到70%，镁浓 度由30g/L降低至10g/L左右， 使生产维持正常稳定运行，减 少工人工作强度。
2013
年份
年份
2004~2013年我国电解锰产能与产量变化规律
2011~2013年我国分地区电解锰产量变化规律
2009年以前，产能与产量增速较快，2011年以后，产能与产量出现负增长； 湖南逐渐失去锰矿资源优势不再适宜发展电解锰产业，而西部地区电解锰 产业正在崛起。
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电解锰产业发展方向
产 业 现 状

产能过剩，多数企业规模小，装备落后； 锰矿资源枯竭，品位降低； 能耗高，自动化程度低，技术落后，导致成本攀升； 受政府政策引导，环保压力大。

发改委 环保部 发改委 工信部 环保部
电解金属锰行业清洁生产评价指标体（2007） 电解锰行业清洁生产标准（2007） 电解锰行业准入条件（2008） 电解锰行业清洁生产技术推行方案（2010） 电解锰行业污染防治技术政策（2010）
通过上述三个方向的理论和工艺研究，使电解锰技术经济指标保 持行业先进水平，实现节能、降耗、环境友好的清洁生产体系。
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锰工程中心主要研究工作——加纳锰矿工业应用与技术改造
背景： 国内优质锰矿资源枯竭，锰 矿品位下降，公司矿石自给 率降低，矿石成本升高。 低品位锰矿生产电解锰废渣 产量大，环境问题严峻。 项目成果： 矿石中Mn浸出率>96%，综合锰 回收率>86%，高出本地矿近 4%。 原矿用量大大减少，废渣量减少 近2/3； 硫酸耗用减少，生产成本降低；
技产 术业 改结 造构 升改 级型
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电解锰产业发展方向
对产业结构和分布进行调整，推进企业联合重组， 提高行业集中度。
发 展 方 向
利用好国外的锰矿资源，减轻国内锰矿资源压力； 同时推广贫锰矿的富集工艺和设备，提高精矿品 味。 推进技术改造，全面优化工艺装备技术水平。 开发其它锰系产品，提高产品附加值。
电解锰产业概况——工艺流程
电解锰生产工艺：以碳酸锰矿或二氧化锰矿为原料，进行湿 法浸出制取硫酸锰溶液，净化除杂后加入添加剂并电解得到 单质金属锰。
MnCO3 +H2SO4 = MnSO4 + H2O + CO2↑
浸出 净化 电解
Mn2+ + 2e = Mn
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锰矿石 磨矿制粉 浓硫酸 锰矿粉 阳极液
1956年~1979年 上海电解锰厂 1980~1990年 1993~1999年 21世纪
我国电解锰工业起步晚，发展快，呈波浪式发展； 目前生产能力、实际产量和出口量均占全球98%以上，垄断电解锰生产。
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电解锰产业概况——世界锰矿资源
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电解锰产业概况——我国锰矿资源
为锰资源开发利用整体技术水平提升提供技术支撑，增强产品市场竞争力； 促进锰资源开发利用经济价值和生态效益的提升； 为锰资源开发利用的可持续发展提供强有力的技术支撑，带动整个行业的科 技进步。
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锰工程中心主要研究方向
①电解锰冶金理论研究、技术研发及改造
以节能、降耗为目的，针对我国锰矿资源特点，研究电解锰生产体系中各组元的 反应机理和相互间影响规律，进而开发新技术和新工艺。 电解锰冶金评价实验室；日处理4公斤电解锰中试线；电解锰循环液除镁研究