我国电解金属锰工业实现跨越式发展_下_曾湘波

中国冶金报/2011年/12月/22日/第C02版

原料行业

我国电解金属锰工业实现跨越式发展(下)

曾湘波

设备向大型化、机械化、自动化发展

我国电解金属锰行业正在出现几个大的企业或企业集团，如中信大锰、宁夏天元锰业、湖北宏信集团、重庆天雄锰业、武陵锰业等。其中中信大锰、宁夏天元锰业计划最终规模要达到年产30万吨以上，其他企业规模也在10万吨～20万吨。

单条生产线的最大生产能力为15000吨/年（贵州兴隆锰业），新设计的单条生产线最大生产能力为20000吨/年（贵州武陵锰业）和22500吨/年（宁夏天元锰业）。随着企业的大型化，电解金属锰行业的设备也朝大型化、自动化、智能化方向发展。

磨矿设备实现大型化、智能化。继RM1580立磨之后又出现了HC1700、HC2000磨粉机，生产能力大，能耗低，噪音小，负压生产，可实现车间无尘作业。粉料密封输送电子计量，可适应大型化合桶进料。

化合设备大型化。目前国内使用化合槽容积大型化的为300立方米～400立方米，大型化合槽热量集中，化合温度提高可相应提高浸取率，目前贵州武陵锰业16万吨电解金属锰工程新设计的大化合槽容积达600立方米。与化合槽相匹配的大型搅拌设备已在长沙阳光搅拌设备有限公司开发生产成功，其衬耐磨橡胶的浆叶和搅拌杆的使用寿命比316升不锈钢浆叶和搅拌杆提高一倍以上，工作性能稳定,搅拌能力强，有利于堤高矿石浸出率，目前己在全行业推广使用。为了提高化合槽的有效容积，长沙豪特防腐工程公司开发了化合槽专用阻尼砖，既避免了搅拌时产生的漩涡又不增加搅拌阻力，可使化合槽的有效容积增加5%以上。

压滤设备大型化。新建工厂压滤机为350平方米～500平方米高压隔膜压滤机，最大使用规格的压滤机为800平方米压滤机。景津压滤机厂开发的高压隔膜式压滤机使电解金属锰化合初渣的含水量由30%～35%降至22%～25%，大大地提高了锰金属回收率、降低了生产成本、减轻了对环境的污染，目前已在全行业推广运用。

电解设备大型化。目前全国最大规模的生产线为15000吨/年，新上生产线为10000吨～12000吨/年，电解槽为大槽（88～100块板/槽），小板（极板尺寸为500毫米×666毫米）。最近也有工厂准备使用大极板（极板尺寸为666毫米×1000毫米），新型电解槽如RPP焊接电解槽，树脂浇注电解槽，玻璃钢电解槽相继问世投入生产。

电解金属锰辅助机械设备也相继问世并投入生产。如电解金属锰脱板机，取代人工敲板并减少噪音，减轻工人劳动强度，目前湘潭大众整流器厂生产的脱板机已在中信大锰、重庆武陵等企业全面推广使用。机械抛光机取代电抛光，有利环境保护。湘潭大众开发的超声波洗板机已在中信大锰全面推广，能减轻工人劳动强度、改善劳动条件、节省劳动力、提高洗净度，最重要的是节省清洗水50%以上，有利于环境保护。目前全国最大的电解金属锰企业天元锰业正准备全面推广这两种设备。

环境保护效果明显

上世纪90年代，全国锰业技术委员会率先提出冷却水循环使用，实行清污分流、雨污分流、节约用水、控制源头；实行含铬、含锰、含氨氮废水的无害化综合利用等环保技术措施，实现废水零排放。锰技会与生产厂家联合建成示范工厂，示范工厂环境保护录像资料曾在国家环保总局和整治花垣、松桃、秀山锰三角环境保护现场会上放映，对行业的环境保护起了指导作用。近几年来各种新技术、新工艺的采用在节能减排、“三废”利用方面取得了较好的效果。

化合工序含酸雾及粉尘废气的治理回收技术。电解化合工序产生废气的主要成份为CO2、水蒸气、硫酸雾和粉尘。其中酸雾及粉尘具有回收利用价值。长沙有色冶金设计院和湖南颐丰公司研制的环保专用装置，适用于酸雾和粉尘同时存在的废气处理。其放空排放气体达国家二级标准。

电解工序废气治理技术。在生产过程中，电解槽产生和放出氢气、氧气、氨气、水蒸气、酸雾等。国内外工厂大多采用无组织排放，不仅损害工人身体健康，而且严重污染环境。为了保障工人健康，我国规定对长期持续散发有害人体健康气体的工序，必须采取抑制、有组织收集与净化等措施改善作业环境。为此，颐丰公司与科研院所合作研制成功电解工序废气收集处理装置。

铬、氨、氮、二氧化硒生产废水的无害化综合利用。生产废水中的铬、氨、氮、二氧化硒等物质是电解金属锰生产中所需要的物质，将其添加到生产中再利用不影响生产又符合节能减排的原则。不过，铬是重金属，其存在将使锰的电解无法正常进行。从电解金属锰的生产过程可知：因生产原料锰矿石中含有铁，化合工序中铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，此部分铁必须除去，否则影响锰电解的正常进行。通常使用的方法是在酸性的环境下用二氧化锰作为氧化剂将二价铁氧化为三价铁再将PH调到中性使三价铁水解产生Fe（HO）3沉淀。或采用双氧水为氧化剂将二价铁氧化为三价铁使之水解沉淀。这样可将含有六价铬及锰离子氨氮离子的废水引入化合工序。利用六价铬的强氧化性除铁。锰离子及氨氮离子又全部得到了利用。此方法既解决了含铬废水的问题，又大大节约了建设资金和处理成本。目前湖南、贵州、广西部分厂家已运用此方法达到较好效果，经环境保护部门监测，渣场渗漏液中六价铬的含量为0.005毫克/升。但要使用此方法须进行水平衡计算，否则产生阳极液膨胀，使得生产无法正常进行。

电解金属锰废水处理的技术进步。目前很多电解金属锰厂无法做到废水零排放的水平衡，尤其是使用高品位锰矿石生产电解金属锰的企业，仍要对废水处理后进行达标排放。我国的电解金属锰企业环保要求做到雨污分流、清污分流、含铬废水和含锰废水分流。含铬废水的处理一般釆用硫酸亚铁法，在酸性环境下利用硫酸亚铁将废水中的六价铬还原为三价铬，然后用石灰水调整PH值至7～8，产生CaSO4、Cr（HO）3、Fe（OH）3的吸附共沉，经固液分离后其滤渣由有防渗和防雨设置的专用渣库堆放，然后交由有专门处置资质的企业进行处理，达标后的废水进行排放。此办法的缺点是六价铬的资源不能重复利用，而且还要投入硫酸（调PH值），硫酸亚铁、石灰等材料，运行成本高。新的方法是釆用离子交换法，由北京环科院提出选择的对六价铬离子有强吸附力的离子交换柱吸附废水中的重铬酸钾，达到一定程度后进行反洗，其洗液含有较高浓度的重铬酸钾又可以用于电解生产的钝化工序达到循环使用的目的。

含锰废水的处理一般釆用石灰中和法，其生成物CaSO4、Mn（HO）2进入渣中，有益元素锰没有得到利用。新的方法为碳酸钠法，在废水中加入碳酸钠，其生成物为MnCO3和Na2SO4，固液分离后MnCO3可作为原料使用，但水中的硫酸钠须经处理达标后方能排放。另一种方法是用离子交换法处理含锰废水，釆用NH4+型离子交换柱吸附废水中的二价锰离子，树脂吸附饱和后用稀硫酸反洗，得到酸性的硫酸锰溶液，含二价锰离子26克/升（平均），其废水达标排放。废水中的氨氮含量较高，排入水体使水体富营养化、因此必须进行处理。目前常规的处理方法为吹脱法和动力波法，这两种方法虽然有一定效果，但经处理后的废水仍然难以达到国家的排放标准。但西北地区的宁夏等干旱地区不存在这一问题，天元锰业地处西北干旱荒漠带，一年降雨量为180毫米，一年蒸发量为2000毫米。企业用含氨氮废水植树、种草、养花既解决了水的问题，又解决了肥的问题，经过几年的努力将荒漠变成了绿洲。

电解金属锰固体废物的处理。电解金属锰固体废物主要为初压渣，另外为硫化渣和阳极渣。初压渣多年来不断进行试验研究，如用作水泥的缓凝剂、肥料、制砖等，始终没有大的突破。宁夏天元锰业和科研院所合作运用初压渣和铬铁渣为主要原料生产矿渣水泥获得成功，目前已立项建设两个年产100万吨的矿渣水泥厂，能消化本厂全部初压渣和铬铁渣。

结语

15年来，在全国电解锰厂长（经理）联谊会的引领下，我国电解金属锰工业节能降耗减排，