电解锰生产 工艺流程简述.docx

电解锰生产 工艺流程简述.docx

《电解锰生产 工艺流程简述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解锰生产 工艺流程简述.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电解锰生产工艺流程简述

第一章设计要求和原则

1.1概述

本项目为俄罗斯CHEK-SU公司建设的年产8万吨电解金属锰项目，生产主原料为公司生产的氧化锰和碳酸锰精矿，采用湿法冶炼工艺，年生产天数330天，年生产产量为80000吨，设计四条电解生产线。

采用有硒电解、无铬钝化环保工艺，生产中产生的粉尘、酸雾回收利用，废水全部回收至污水处理站处理后重复使用，废渣排至尾矿库堆存，电解冷却水闭路循环使用。

1.2　设计指导思想和编制原则

1.2.1　设计指导思想

1、设计执行相关的方针、政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。

2、全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的基本方针，有效保护和科学合理开发利用当地资源。

3、优化冶炼工艺流程，在经济合理的条件下，尽量提高金属回收率。

4、遵循可持续发展的观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善三废处理设施，控制对环境的污染，做到环境措施与工程建设“三同时”。

5、设计中在各个环节注意节省能源和降低成本。

6、严格按设计程序开展设计工作，确保设计质量。

1.2.2　设计原则、产品产量和质量及能源消耗保证值

1、建设年产8万吨电解金属锰工厂，工厂一次建成投产；

2、项目设计生产的产品为含Mn99.8%的电解金属锰（中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），牌号为DJMnD）；

3、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、氧化锰矿，湿法冶炼生产工艺；

4、本项目采用目前行业最新的设备和工艺，对生产过程中产生的废气、废水、废渣均采取了有效的治理措施，达到清洁生产及环保要求，工艺技术达到目前同行业先进水平；

5、本次项目采用的技术经济指标为：

（1）每条电解生产线330天生产量为20000吨，设计四条电解生产线，生产规模80000吨/年（产品合格率为100%）；

（2）电解采用SeO2添加剂，正常生产时，电流效率68～70%，电流密度320～380A/m2，槽电压为4.2～4.6V，每吨锰直流电耗≤6500kWh；

（3）项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰分析结果中，二价锰回收率：

85%；

（4）电解金属锰产品Mn含量达到99.8%，即产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003；

6、废弃场和排放场的再利用，应符合俄罗斯联邦的卫生和自然保护立法要求。

1.3　建设规模及产品方案

1.3.1　建设规模

本项目规模为年产8万吨电解金属锰。

1.3.2　工作制度

连续工作制，每天三班，每班8小时，年工作330天。

1.4　厂址

位于俄罗斯哈卡斯共和国西拉区图依姆村。

1.5　设计范围

原料堆场、汽修车间和加油站、焙烧车间、磨粉车间、化合车间、硫化车间、净化车间、粗滤车间、精滤车间（二者是否考虑合并在一起，节约土建投资？

）、电解车间、尾矿库、成品车间、供电系统和配电系统、给排水系统、污水处理、硫磺制酸车间、冷却循环水系统、供热供暖系统、转运设施、220kV总降变电站、进厂公路和铁路。

（是否增加全厂监控、地泵房、取水泵房等小子项）

1.6设计标准

1、设计和施工标准采用俄罗斯联邦现行的强制性规定和条例。

2、在中国制造并出口的设备和材料采用中国标准，并依照俄罗斯联邦相关法律取得认证证书，以证明其符合俄罗斯强制标准要求。

第二章　技术方案

2.1　工艺技术方案

2.1.1　金属锰技术方案

2.1.1.1　生产方法

金属锰的生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。

本项目的产品金属锰采用电解法即湿法冶炼生产。

锰矿运入厂后首先进行原料预处理：

根据原料到厂的含水分量，经过晾晒或者烘干等系统，使水分达到＜5%以下，才能进入下一道工序。

氧化锰矿还原焙烧得到一氧化锰再进一步磨粉；碳酸锰矿经磨粉得到所需粒度粉料，再用埋刮板输送机将一氧化锰和碳酸锰矿粉分别送入化合槽浸出，用硫酸将碳酸锰矿和一氧化锰矿粉中的Mn2+浸出获得硫酸锰混合液矿浆，经一次压滤固液分离，硫酸锰溶液再经硫化除重金属杂质、静置24小时之后，进入二次压滤，硫酸锰溶液加入电解添加剂，进入合格液池储存，进入电解车间电解。

在电解槽内电解时，阴极析出氢，阳极析出氧气，控制各种工艺指标达到工艺要求，即可获得电解金属锰产品。

2.1.1.2　产品标准

本产品参照中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），生产Mn99.8的电解金属锰，其化学成分参见表2－1。

表2-1　　　　　　电解金属锰的牌号及化学成分表

牌号

化学成分（质量分数）/%

Mn

C

S

P

Si

Se

Fe

不小于

不大于

DJMnD

99.8

0.03

0.04

0.002

0.01

0.08

0.03

注：

锰含量由减量法减去产品中表列杂质含量总和得到，

即ω（Mn）=100-[ω（C+S+P+Si+Se+Fe）]（%）

2.1.1.3　工艺流程图

电解金属锰的生产工艺流程详见图2－1。

图2-1金属锰生产工艺流程图

2.1.1.4　主要生产技术指标

项目主要生产技术指标见表2－2。

表2-2项目主要技术指标表

序号

指标名称

单位

数量

一

性能保证指标

总锰回收率（碳酸锰）

%

83

总锰回收率（二氧化锰）

%

80

可溶锰（二价锰）总回收率

%

85

二

主要技术指标

1

滤渣含水

%

＜25以下（取决于压滤机）

2

产品合格率

%

99.7

3

电流效率

%

65～70

4

阴极板电流密度

A/m2

320～380

5

槽电压

V

4.2～4.6

6

电解合格液Mn含量

g/L

35～40

7

阳极液Mn含量

g/L

12～15

三

工作制度

1

年工作天数

d

330

2

天工作班数

班

三

3

班工作时数

h

8

第三章工艺流程简述

3.1工艺流程系统划分

1）原料储存和制备系统；

2）浸出系统（矿浆、浸出、氧化、中和）；

3）压滤系统（固与液分离、硫化、静置、合格液池）；

4）电解系统（控制槽Mn+2含量，温度，pH值，电流，阴、阳极板导电）

5）产品处理系统（电解24小时后取锰板、换新板、钝化、冲洗、烘干、剥离、包装、入库）；

6）电解预处理系统（处理不合格阴或阳极板，隔膜布，清槽）；

3.2原料储存和制备系统

3.2.1碳酸锰（MnCO3）和二氧化锰（MnO2）

分别设计有MnCO3和MnO2矿，二个月的露天晾晒堆场，一个月封闭式库房。

温暖季节通过自然干燥，使水分降至5%以下，雨、冬季节根据气象条件、下雨、下雪时用防渗膜盖住，有晴天出现时，尽快打开晾晒，移存入库。

3.2.2硫酸（H2SO4）

硫酸（H2SO4）储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计一个，存量2000吨，4天使用量，硫酸的含量≥98%。

3.2.3氨水

氨水储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计两个，每个2000吨，共计4000吨，8天使用量，浓度为5%-10%。

氨水的制备利用两种换热器。

各换热器均由不锈钢材质的盘管组成，将液氨气化和氨水制备放在同一台设备中，液氨经过进入吸收器与水混合充分吸收，并放出热量，进入盘管冷却器进行降温。

通过液氨和水的流量调节氨水的浓度为5%-10%，制备好的氨水，经检测合格后，送入氨水储罐。

3.2.4化工用品

SDD、SeO2、水玻璃、磷酸、钝化剂、硫酸铵、硫化钡、硫化铵、固体硫磺等化工用品，分别按不同化学性质类别的安全规范储存要求，储存在化工用品仓库，仓库设置有通风、防火、防腐、防渗、防爆等装置和危化品标识。

3.2.5主要原料和辅助原料消耗表

表3-1主要原料和辅助原料消耗表

名称

含量

用量

时间

吨产品单耗

吨产品年耗

MnCO3（碳酸锰粉）

Mn≥27%

77625吨

90天

4.6吨

284625吨

MnO2（二氧化锰）

Mn≥35%

20250吨

90天

3.6吨

74250吨

H2SO4（硫酸）

≥98%

2000吨

4天

2吨（平均值）

160000吨

NH3·H20（氨水）

5%-10%

4000m3

8天

100kg（氨）

8000吨

SDD（福美钠）

≥95%

75吨

30天

10kg

800吨

SeO2（二氧化硒）

≥98%

15吨

30天

2kg

160吨

（水玻璃）

（工业级）

15吨

30天

2kg

160吨

（磷酸）

（工业级）

15吨

30天

2kg

160吨

无铬钝化剂

（工业级）

15吨

30天

待定

（NH3）2SO4（硫酸铵）

（工业级）

待用

待定

（硫化铵）

（工业级）

待用

待定

（硫化钡）

（工业级）

待用

待定

固体硫磺

（S≥96%）

17100吨

90天

0.32吨

62700吨

3.2.6原料制备系统（二氧化锰、碳酸锰、硫磺制酸）

二氧化锰（MnO2）制备成一氧化锰（MnO）。

首先，得把外运入库的含Mn≥35%、粒度≤10mm、水份≥5%以上的二氧化锰矿，用装载机送入料仓，再经皮带计量称，定量送至天然气加热的圆筒烘干机烘干，使水份≤5%以下，与含固定碳≥70%的还原煤（添加量15-20%）混合均匀，送进多管竖式焙烧炉进行还原，还原温度控制在750-850℃之间，还原率可达到≥95%以上，经冷却降温至50℃以下入库。

烘干、焙烧二氧化锰量为225吨/日，74250吨/a。

制备原理为：

在还原的同时：

Fe、Co、Ni、Zn、Cu等氧化物也被还原，给下道工序氧化除铁及硫化除重金属，使用的二氧化锰粉和SDD原料量相应增加，但该工艺设计比传统的反射炉、微波炉、沸腾炉、回转窑等方法，技术要先进（属自主创新），环保要清洁，还原率高，操作简单可控，投资少，运营成本低，在国内已广泛应用于大工业生产。

碳酸锰粉（MnCO3）制备

首先把外运入库的含Mn≥27%、水份＞5%以上、粒度≤30mm以下的碳酸锰精矿。

根据当时当地的气象条件，采用晾晒或天然气加热的圆筒烘干机烘干方法，使水分控制在≤5%以下入仓，开始磨粉。

制粉

一氧化锰（MnO）和碳酸锰粉（MnCO3）磨粉利用装载机从料场送入至料仓，再通过电子秤喂料给单传动辊压磨机处理后（生产能力为100-120吨/a），物料经过提升机提升到V选，然后，由旋风机将细粉抽入动态选粉机。

通过旋风机收尘和袋式收尘器，把合格的产品送入料仓（100目过筛、≥95%过筛率），粗粉返回到稳流仓进入辊压机及配套系统连续进行生产，粉尘收集率≥99.8%以上，运行稳定，操作简单可控，但，在设计中要考虑碳酸锰矿和一氧化锰交叉使用该设备的相关配套装置。

采取5天加工碳酸锰粉6000吨，换一天加工一氧化锰矿1200吨。

同时，配套两个1500吨碳酸锰粉料仓系统和一个1500吨一氧化锰粉料仓系统。

为了降低噪音，最好把加工时间控制在白天的12小时，若环境允许，也可晚上加工一氧化锰。

（1）熔硫工序

硫磺库中的硫磺以装载机机送入料斗，经园盘给料机，胶带输送机送入熔硫工段快速熔硫槽。

硫磺贮存于硫磺仓库。

自原料工段来的固体硫磺在快速熔硫槽中，以蒸汽间接加热，以搅拌器连续搅拌熔融为液体硫磺并进入过滤槽，以过滤泵送入液硫过滤器，过滤分离出泥砂灰尘等杂质。

分离后的精硫入中间槽以中间槽泵送入