【CN109811148A】一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法【专利】
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方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种锰酸浸渣堆积洗涤回收 可溶硫酸盐的方法。本方法的步骤包括：(1 )将锰 酸浸渣堆积于堆场 ，堆成渣堆 ；( 2 )采用洗水对渣 堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中Mn2+和( NH4 )2SO4 达到规定参数时 ，结束洗涤，并将洗水抽回锰生 产系统回用；( 3 )采用清水再次渣堆进行循环喷 淋洗涤 ，当洗水中锰达到规定参数时 ，结束洗涤 ； 如渣堆中水溶性锰未低于规定参数，则采用另一 组清水再次洗涤，渣堆中水溶性锰达到规定参数 时 ，结束洗涤 ，锰酸浸渣完成无害化处理 ，将洗涤 后的洗出液留至下一批次锰酸浸渣做洗水使用。 本方法生产工艺简单 ，投资及运行成本低 ，无三 废产生 ，环境友好 ，可最大限 度地回收 渣中的 有 价可溶盐，并回用于生产系统。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910099769 .6
(22)申请日 2019 .01 .31
(71)申请人 贵州大学 地址 550025 贵州省贵阳市花溪区贵州大 学
(72)发明人 王海峰 王家伟 赵平源
(74)专利代理机构 北京联创佳为专利事务所 (普通合伙) 11362
2
CN 109811148 A
说 明 书
1/5 页
一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法
技术领域 [0001] 本发明涉及一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，属于环保及废渣综合 利用领域。
背景技术 [0002] 我国是全球锰系材料生产大国，以电解金属锰、硫酸锰、电解二氧化锰为代表的产 品 产能 及产量均居全球首位。硫酸湿法酸浸锰矿石是获取粗级硫酸锰溶液的 主要方法 ，浸 出过程将产生大量酸浸渣。根据所 用矿石品位不同 ，一般来说采用碳酸锰矿浸出 ，每吨元素 锰折合产生酸浸渣约5-9吨 ；采 用焙烧氧化锰矿浸出 ，生产每吨元素锰折合产生酸浸渣约35吨 ，全国每年产生湿法锰酸浸渣超1200万吨。由于压滤设备能 力及渣性能的影响 ，新产出 的锰渣中含有27-30％的溶液，其成分主要为高浓度硫酸锰、硫酸铵、硫酸镁等。 [0003] 锰渣入库后，大量水溶性硫酸盐溶出，尤其是雨季，企业难以完全回用，不仅造成 资源浪费 ，对地表水及地下水污染也较为严重。同时 ，锰渣库在长期运行过程中 ，库渣含水 率高 ，呈现流态化 ，存在较大的 安全隐 患。锰渣问 题已 成为影响锰行业健康发展的 主要问 题。 [0004] 目前，对锰渣进行无害化处理及综合利用的技术主要有： [0005] (1)两段焙烧及烟气回收利用 [0006] 该方法对锰渣干燥后进行中温及高温两段焙烧，中温焙烧回收烟气中的氨产出氨 水 ，高温焙烧回收 烟气中 SO2 制酸 ，焙烧后尾渣作为水泥混合材出售。高温段焙烧后产生的 烟气制酸成本高 ，且烟气中仍含有氨气 ，与SO2难以 分离。总体工艺投资大、能耗高 ，运行成 本高，投入产出不平衡，难以被市场所接受。 [0007] (2)高温焙烧及烟气还原软锰矿 [0008] 该技术对锰渣干燥后进行高温焙烧，烟气用于还原软锰矿浆，焙烧后尾渣作为水 泥混合材出售。同样，该方法工艺流程长、设备要求高、投资巨大、能耗高、运行成本高，软锰 矿还原回收率低，投入产出不平衡，难以被市场所接受。 [0009] (3)锰渣浆化洗涤回收锰铵 [0010] 该技术对锰渣浆化后进行多次洗涤，以回收渣中可溶性硫酸盐。但由于洗出液中 锰铵浓度较低、溶液量大，大量回用将打破原有生产系统的溶液平衡，浓缩后回用经济上难 以承受。 [0011] (4)锰渣压滤机机洗回收锰铵 [0012] 锰行业内大部分企业均开展过压滤机机上洗涤回收锰铵的工业试验，但由于锰渣 经压滤后在压滤机内呈饼状，孔隙度低，叠加除铁产物、中和产物等的影响，透水性差，洗出 效果不理想。 [0013] 近年来，锰渣处理是行业内的研究热点，但至今尚无投资及运行成本经济合理、处 理效果理想的技术投l . C22B 47/00(2006 .01) C22B 7/00(2006 .01) C01C 1/24(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109811148 A (43)申请公布日 2019.05.28
( 54 )发明 名称 一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的
权利要求书1页 说明书5页
CN 109811148 A
CN 109811148 A
权 利 要 求 书
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1 .一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： (1)将锰酸浸渣堆积于堆场，堆成渣堆； (2)采用洗水对步骤(1)中的渣堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中Mn2+和(NH4)2SO4达到规 定参数时，结束洗涤，并将洗水抽回锰生产系统回用； (3)采用清水作为洗水对步骤(2)中洗涤后的渣堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中锰达到 规定参数时 ，结束洗涤 ；如渣堆中水溶性锰未低于规定参数 ，则采 用另一组清水再次洗涤 ， 渣堆中水溶性锰达到规定参数时 ，结束洗涤 ，锰酸浸渣完成无害化处理 ，将洗涤后的洗出液 留至下一批次锰酸浸渣做洗水使用。 2 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，采用洗水的用量为渣堆重量的0 .3-2 .0倍；洗涤的清洗时间为6-36小时。 3 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (2) 中 ，洗水中添加有总量为10-200ppm助洗剂 ；所述助洗剂为烷基磺酸钠、脂肪醇醚硫 酸类、烷基醇酰胺类、硬脂肪酸钠、甲基硅油、丙烯酸酪或醚共聚物类中的一种或其中几种。 4 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，洗水用硫酸调整pH为5 .5-7 .5。 5 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，当洗水中Mn2+为10-25g/L和(NH4)2SO4为20-35g/L时，结束洗涤。 6 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(3)中，采用清水和另一组清水的用量均为渣堆重量的0 .3-2 .0倍；所述采用清水和另 一组清水二者的洗涤时间均为6-8小时。 7 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(3)中，所述规定参数为是渣堆中水溶性锰≤0 .5％。 8 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (1) 中 ，堆场周边设置有多个循环洗液池 ；所述堆场底部浇注有混凝土防渗或敷设有软 塑板；所述堆场底部标高小于其场外周边标高0 .3-1 .5米；所述堆场底部底部的坡度为0 .53％。 9 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (1) 中 ，渣堆的 表面铺设橡胶或塑料软格栅 ；所述塑料软格栅表面敷设有一组喷淋管 ， 喷 淋管上设有喷 头 ；所述 相邻喷 淋管的间 距为50-100厘米 ；所述喷 头的间 距为100-200厘 米；所述喷淋管的材质为塑料或橡胶。 10 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：该 方法为单渣堆循环洗涤或多渣堆逆向循环洗涤。
本发明公开了一种锰酸浸渣堆积洗涤回收 可溶硫酸盐的方法。本方法的步骤包括：(1 )将锰 酸浸渣堆积于堆场 ，堆成渣堆 ；( 2 )采用洗水对渣 堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中Mn2+和( NH4 )2SO4 达到规定参数时 ，结束洗涤，并将洗水抽回锰生 产系统回用；( 3 )采用清水再次渣堆进行循环喷 淋洗涤 ，当洗水中锰达到规定参数时 ，结束洗涤 ； 如渣堆中水溶性锰未低于规定参数，则采用另一 组清水再次洗涤，渣堆中水溶性锰达到规定参数 时 ，结束洗涤 ，锰酸浸渣完成无害化处理 ，将洗涤 后的洗出液留至下一批次锰酸浸渣做洗水使用。 本方法生产工艺简单 ，投资及运行成本低 ，无三 废产生 ，环境友好 ，可最大限 度地回收 渣中的 有 价可溶盐，并回用于生产系统。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910099769 .6
(22)申请日 2019 .01 .31
(71)申请人 贵州大学 地址 550025 贵州省贵阳市花溪区贵州大 学
(72)发明人 王海峰 王家伟 赵平源
(74)专利代理机构 北京联创佳为专利事务所 (普通合伙) 11362
2
CN 109811148 A
说 明 书
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一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法
技术领域 [0001] 本发明涉及一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，属于环保及废渣综合 利用领域。
背景技术 [0002] 我国是全球锰系材料生产大国，以电解金属锰、硫酸锰、电解二氧化锰为代表的产 品 产能 及产量均居全球首位。硫酸湿法酸浸锰矿石是获取粗级硫酸锰溶液的 主要方法 ，浸 出过程将产生大量酸浸渣。根据所 用矿石品位不同 ，一般来说采用碳酸锰矿浸出 ，每吨元素 锰折合产生酸浸渣约5-9吨 ；采 用焙烧氧化锰矿浸出 ，生产每吨元素锰折合产生酸浸渣约35吨 ，全国每年产生湿法锰酸浸渣超1200万吨。由于压滤设备能 力及渣性能的影响 ，新产出 的锰渣中含有27-30％的溶液，其成分主要为高浓度硫酸锰、硫酸铵、硫酸镁等。 [0003] 锰渣入库后，大量水溶性硫酸盐溶出，尤其是雨季，企业难以完全回用，不仅造成 资源浪费 ，对地表水及地下水污染也较为严重。同时 ，锰渣库在长期运行过程中 ，库渣含水 率高 ，呈现流态化 ，存在较大的 安全隐 患。锰渣问 题已 成为影响锰行业健康发展的 主要问 题。 [0004] 目前，对锰渣进行无害化处理及综合利用的技术主要有： [0005] (1)两段焙烧及烟气回收利用 [0006] 该方法对锰渣干燥后进行中温及高温两段焙烧，中温焙烧回收烟气中的氨产出氨 水 ，高温焙烧回收 烟气中 SO2 制酸 ，焙烧后尾渣作为水泥混合材出售。高温段焙烧后产生的 烟气制酸成本高 ，且烟气中仍含有氨气 ，与SO2难以 分离。总体工艺投资大、能耗高 ，运行成 本高，投入产出不平衡，难以被市场所接受。 [0007] (2)高温焙烧及烟气还原软锰矿 [0008] 该技术对锰渣干燥后进行高温焙烧，烟气用于还原软锰矿浆，焙烧后尾渣作为水 泥混合材出售。同样，该方法工艺流程长、设备要求高、投资巨大、能耗高、运行成本高，软锰 矿还原回收率低，投入产出不平衡，难以被市场所接受。 [0009] (3)锰渣浆化洗涤回收锰铵 [0010] 该技术对锰渣浆化后进行多次洗涤，以回收渣中可溶性硫酸盐。但由于洗出液中 锰铵浓度较低、溶液量大，大量回用将打破原有生产系统的溶液平衡，浓缩后回用经济上难 以承受。 [0011] (4)锰渣压滤机机洗回收锰铵 [0012] 锰行业内大部分企业均开展过压滤机机上洗涤回收锰铵的工业试验，但由于锰渣 经压滤后在压滤机内呈饼状，孔隙度低，叠加除铁产物、中和产物等的影响，透水性差，洗出 效果不理想。 [0013] 近年来，锰渣处理是行业内的研究热点，但至今尚无投资及运行成本经济合理、处 理效果理想的技术投l . C22B 47/00(2006 .01) C22B 7/00(2006 .01) C01C 1/24(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109811148 A (43)申请公布日 2019.05.28
( 54 )发明 名称 一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的
权利要求书1页 说明书5页
CN 109811148 A
CN 109811148 A
权 利 要 求 书
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1 .一种锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： (1)将锰酸浸渣堆积于堆场，堆成渣堆； (2)采用洗水对步骤(1)中的渣堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中Mn2+和(NH4)2SO4达到规 定参数时，结束洗涤，并将洗水抽回锰生产系统回用； (3)采用清水作为洗水对步骤(2)中洗涤后的渣堆进行循环喷淋洗涤，当洗水中锰达到 规定参数时 ，结束洗涤 ；如渣堆中水溶性锰未低于规定参数 ，则采 用另一组清水再次洗涤 ， 渣堆中水溶性锰达到规定参数时 ，结束洗涤 ，锰酸浸渣完成无害化处理 ，将洗涤后的洗出液 留至下一批次锰酸浸渣做洗水使用。 2 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，采用洗水的用量为渣堆重量的0 .3-2 .0倍；洗涤的清洗时间为6-36小时。 3 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (2) 中 ，洗水中添加有总量为10-200ppm助洗剂 ；所述助洗剂为烷基磺酸钠、脂肪醇醚硫 酸类、烷基醇酰胺类、硬脂肪酸钠、甲基硅油、丙烯酸酪或醚共聚物类中的一种或其中几种。 4 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，洗水用硫酸调整pH为5 .5-7 .5。 5 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中，当洗水中Mn2+为10-25g/L和(NH4)2SO4为20-35g/L时，结束洗涤。 6 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(3)中，采用清水和另一组清水的用量均为渣堆重量的0 .3-2 .0倍；所述采用清水和另 一组清水二者的洗涤时间均为6-8小时。 7 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤(3)中，所述规定参数为是渣堆中水溶性锰≤0 .5％。 8 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (1) 中 ，堆场周边设置有多个循环洗液池 ；所述堆场底部浇注有混凝土防渗或敷设有软 塑板；所述堆场底部标高小于其场外周边标高0 .3-1 .5米；所述堆场底部底部的坡度为0 .53％。 9 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：所述 步骤 (1) 中 ，渣堆的 表面铺设橡胶或塑料软格栅 ；所述塑料软格栅表面敷设有一组喷淋管 ， 喷 淋管上设有喷 头 ；所述 相邻喷 淋管的间 距为50-100厘米 ；所述喷 头的间 距为100-200厘 米；所述喷淋管的材质为塑料或橡胶。 10 .根据权利要求1所述的锰酸浸渣堆积洗涤回收可溶硫酸盐的方法，其特征在于：该 方法为单渣堆循环洗涤或多渣堆逆向循环洗涤。