二段酸浸洗涤压滤一体化技术报告1223终.docx
《二段酸浸洗涤压滤一体化技术报告1223终.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二段酸浸洗涤压滤一体化技术报告1223终.docx(67页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
二段酸浸洗涤压滤一体化技术报告1223终
电解锰锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化技术
研究报告
中国环境科学研究院
二零零九年十二月
附图1:
专利申请书……….…………………………..………………89
附表1:
第三方数据检测表……………………………………………90
摘要
电解锰是我国重要的产业部门,多年来,其粗放的生产方式,导致了严重的环境影响和危害。
胡锦涛总书记多次批示,要求提高该行业的技术水平,特别是清洁生产水平,彻底解决该行业的环境污染问题。
我国是锰资源贫乏的国家,仅占全球已探明储藏的6%,且大部分为低品位的碳酸锰矿。
经过几十年的利用,特别是最近5年产业的高速发展,使该行业开采的锰矿的品味从产业初期的20%以上,下降到目前的16%左右,有的地区,如广西,甚至低于12%。
由于我国电解锰产业技术水平较低,目前初榨工序大部分仍使用板框式压滤机,含水量高,导致渣锰残留较高,一般在3-5%,使我国吨电解锰的废渣产出较高,一般在8吨以上,既污染了环境,又浪费了资源。
锰渣污染是电解锰生产环境污染的核心问题。
锰渣中除残留了大量可利用的锰(一般为碳酸锰和硫酸锰),还有大量的具环境影响和危害的重金属等。
多年来,锰渣渣场建设极不规范,没有建设防渗设施,导致渗滤液对地下水的大量污染,且锰渣量大,占用了大量的可用土地,因此,如何降低渣锰产生,防止锰渣污染,成为电解锰清洁生产的核心问题。
本技术以清洁生产、循环经济为理念,针对锰资源利用低的关键问题,开发了锰粉酸浸液二段酸浸、洗涤、压滤一体化技术。
该技术经过实验室小试,470*470隔膜滤板和1000*1000隔膜滤板的现场中试,充分验证了该技术的可行性。
经和重庆武陵锰业、北京中水长、德国Lenser公司合作,以科技BOT的模式,即由设备厂家提供设备,中国环境科学研究院提供工艺和技术,在电解锰生产厂家建成了一条200m2的集阳极液穿流式二段酸浸、低浓度含锰溶液逆流洗涤和高效压滤技术为一体的全自动化示范线。
经过半年的调试、试运行和正式运行,该示范线达到了设计要求,各设备和配置合理、运行正常。
该示范线一个循环可处理约25m3的硫化液,经约2-3m3的阳极液和约1m3的清水的酸浸和洗涤,采用1Mp压滤约10分钟后,锰渣滤饼含水量约25%,渣总锰(碳酸锰和硫酸锰)含量从传统的3-5%大幅度降低至1.0-1.5%,2009年11月月平均值达到1.3%,实现了对渣锰的大幅度降低。
同时实验还显示,在采用本技术后,可以实现对可溶性重金属的有效分离,降低锰渣中重金属的含量。
本技术的开发成功,可大幅度降低电解锰的原料消耗,可将现有16%品位下的电解锰生产的吨产品锰粉消耗降低一吨,可为一个年产三万吨的电解锰企业每年节约原材料成本超过3000万元,为全行业节约成本13亿元,且减少锰渣排放150万吨。
实现了环境保护和经济进步协调发展的目标。
本技术的研发成功也充分证明,清洁生产是实现企业主动减排、保护环境的最有效途径。
在我国当前减排任务十分繁重的时期,更应该大力投入对污染行业特别是重污染行业清洁生产技术的开发,高效地实现我国的环境保护目标。
关键词:
电解锰,锰渣,硫酸锰,碳酸锰,隔膜压滤机,酸浸,洗涤
第一章项目来源
本世纪以来,我国的电解锰行业迅猛发展,尤其在锰矿资源丰富的湘黔渝三省市交界的锰三角地区电解锰企业迅速增加到40余家,电解锰行业的发展,极大带动了当地的经济建设,吸纳了剩余劳力,在维护社会稳定和民族团结方面起到了积极作用。
但电解锰行业发展的同时,也带来了严重的环境污染,2005年在锰三角地区发生的严重环境污染事件,引起了党和国家领导人的高度重视。
胡锦涛总书记先后4次对“锰三角”电解锰行业引发的生态环境问题做出重要批示,要求环保部“深入调查核实,提出治理方案”,“明确责任,加强监督,务见成效”,胡总书记在批示中明确指出要通过清洁生产解决锰三角的环境污染问题。
根据胡总书记的批示精神,中国环境科学研究院成立的项目组于2007年申报成功了“锰三角环境评估及跨界环境污染综合防治对策”项目,为落实总书记批示精神,在项目中设立了一批清洁生产技术的研究和开发工作,其中包括“电解锰企业锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化技术”。
针对“电解锰企业锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化技术”中瓶颈技术问题的研究,项目组还向中国环科院申报成功了中央级公益性科研院所基本科研业务专项“电解锰废水处理及资源化研究”(项目编号2007KYYW16)。
第二章技术开发的重要性和必要性
2.1电解锰行业在国民经济中的重要地位
锰是国民经济中重要的基础物质,是国家的重要的战略资源之一。
美国、日本、德国和瑞典等发达国家已将锰矿作为战略矿产储备资源,我国矿产资源规划(2008年~2015年)中已明确:
要建立铜、铬、锰、钨、稀土等重点矿种的矿产资源储备。
电解锰是我国黑色冶金领域的第二大行业,“无锰不成钢”,随着现代工业的发展,锰的用途越来越广,锰及锰合金在有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、航天工业等各个领域的应用呈急速扩大之势。
尤其是在一些高技术、航空航天和军事工业中,锰得到了日益广泛的应用。
全国已有近200家电解锰企业,形成了从业人员200多万人、产值约200亿元的产业。
从地理位置看大多数电解锰企业处于山区,且多数是少数民族聚居地,当地经济发展落后,锰矿开采、加工和电解锰生产是其经济的支柱产业,在解决当地大量劳动力的就业、维护地区稳定和民族团结方面有不可替代的作用。
就锰三角地区而言,2008年,花垣县锰业税收占全县财政收入的46%,提供就业岗位1万多个;秀山县锰业总产值占全县工业总产值的80%以上,锰业提供税收占全县财政收入的50%,提供就业岗位1万多个;松桃县锰业产值占全县工业总产值的80%,提供就业岗位6000多个。
2.2电解锰行业国内外发展现状与趋势
2.2.1国外发展现状与趋势
国外曾经生产电解锰的国家主要有:
美国、日本、乌克兰、南非。
自上世纪三十年代以来,电解锰生产技术取得较大进展,生产工艺由采用二氧化硒添加剂逐步发展为采用二氧化硫添加剂,吨产品电耗从1万余千瓦时逐步下降到约7000千瓦时。
但总体上看,由于电解锰行业仍然属于资源、能源消耗高,环境污染严重的工业行业,欧美国家在污染控制方面的技术政策限制非常严格,目前,除南非还有一家电解锰企业(MMC公司)仍在生产外,日本的东洋曹达(3600吨/年)、中央电工(3600吨/年)和三井公司(12000吨/年),美国的福特矿物公司(12000吨/年)和埃肯公司(10000吨/年),以及乌克兰的电解锰企业均已先后关闭。
2.2.2国内发展现状与趋势
2.2.2.1产业发展现状
(1)产能跳跃式发展
我国自1956年开始电解锰的工业化生产以来,电解锰行业经历了三次大的发展。
第一次大发展是20世纪80年代,电解锰产能达到每年5万吨,生产企业达到40余家。
第二次大发展是1993年到1996年,由于市场需求强劲,电解锰生产企业达到了60余家,产能达到每年12万吨。
第三次大发展是从2000年至今(图2-1),我国电解锰行业飞速发展,产能超过100万吨。
2000年我国已成为世界上最大的电解锰生产国、消费国和出口国;2008年我国电解锰产能达到187.9万吨,产量达到了113.9万吨,与2007年比较分别增长19.6%和11.2%,
分别占全球98.6%和97.4%。
图2-11990-2008年我国电解锰生产量和出口量
(2)企业规模小、分布广
我国电解锰企业多、规模小、产业集中度较低,缺乏规模经济效应,产业结构不合理。
2008年产能超过5万吨的仅5家,超过3万吨的仅13家,半数以上是产能5000吨及以下的企业。
我国电解锰企业分布在湖南、广西、重庆、贵州、湖北、宁夏和四川等12个省、市、自治区,主要集中在湖南、重庆、贵州三省市交界地区(简称“锰三角”),广西、宁夏近几年产能增长迅速。
2008年,湖南电解锰产能达到68.6万吨,广西超过重庆达到40.3万吨,重庆27.5万吨,贵州29.1万吨,湖北8万吨,宁夏6.2万吨,这六省市的产能占全国总产能的96%。
近几年国内建成了一批产能超过5万吨的大型电解锰企业。
其中,中信大锰产能已达到12万吨,湖北宏信集团在兼并长阳蒙特后产能接近6万吨,宁夏天元产能超过6万吨,天雄集团能力长期稳定在5万吨,贵州三和锰业已于今年实现了5万吨。
2.2.2.2技术发展现状
目前,电解锰生产工艺主要采用的还是美国矿山局于1935年提出的酸浸电解的湿法冶金工艺,原料主要是菱锰矿(主要成分是碳酸锰)。
自1956年建立第一个电解锰厂以来,一直沿用湿法冶金冶炼,主要工艺未做大的改动,但部分生产工艺参数有所改进,资源消耗水平在不断下降。
如每生产1吨电解锰,配料过程二氧化锰投加量由最初的700公斤下降到300公斤,二氧化硒添加量由2.9公斤下降到1公斤左右,新鲜水用量从大于100吨下降至3吨左右,电解过程的直流电耗由最初的8000度下降到6800度。
2.3电解锰行业国内外环境保护现状
自2000年起,我国电解锰企业在锰三角地区快速扩张,一些企业在锰矿的开采和生产过程中,没有建设环保设施。
行业工艺落后、设备简陋、管理不严格,一段时间里这个行业环境保护工作处于失控状态。
厂区内排水管网混乱,污水直接排入河道,大量废渣被雨水冲入河中,导致严重的环境污染问题。
锰三角处于湘黔渝三省市交界地区,电解锰的污染问题常引发上下游矛盾,导致群体事件频频发生,严重影响了社会稳定和民族团结。
我国电解锰行业产生重大污染的主要技术原因是由于该行业清洁生产水平过低,与南非电解锰生产进行比较(表2-1)可以发现我国电解锰生产过程存在三个不清洁:
(1)原料路线不清洁
原料含锰品位低、杂质高。
由于近年来我国矿石品位逐年贫化,企业使用含锰15-16%甚至更低的碳酸锰矿石,耗酸多,渣量大,并导致回收率下降。
(2)生产工艺不清洁
使用以二氧化硒为添加剂的电解工艺和以重铬酸钾作钝化剂的钝化工艺。
在工艺过程中引入有毒有害物质,导致含铬含硒废水和废渣的产生。
(3)过程控制不清洁
电解锰企业普遍未采用自动化控制技术,依靠人工操作关键工艺参数难以控制。
管理水平不高,劳动人员平均文化程度低,操作方式原始粗放,大量资源被浪费流失并造成严重的环境污染。
表2-1中国与南非电解锰生产能源物耗比较
南非
中国
单位
锰矿石品位
44
16
%
产品纯度
99.9
99.7
%
消耗矿石
2.67
8.68
t/t锰
消耗H2SO4
0.25
1.96
t/t锰
固废产生量
1.67
7.68
t/t锰
消耗硒
无
0.8-1.2
kg/t锰
消耗铬
无
0.1-0.3
kg/t锰
耗水量
0.18
2-4
m3/t锰
耗电量
2100
6800
Kwh/t锰
欧美等发达国家对电解锰生产环保及污染防治要求极其严格,技术准入门槛很高。
南非对电解锰行业的环境保护要求十分严格。
(1)不允许使用含硒电解工艺
南非电解锰企业在电解过程中不允许使用二氧化硒作为添加剂,而采用SO2电解工艺,从源头上消除了硒的污染。
(2)不允许使用含铬钝化工艺
南非MMC公司采用无钝化工艺生产电解锰,在锰板上所电解沉积的锰可达到相关标准要求,无需钝化,直接进行干燥、剥离,从根本上消除了使用六价铬钝化工艺的环境风险。
(3)对锰渣安全处置要求十分严格
南非对锰渣的安全处置要求很高,包括:
①老锰渣库底部全部用混凝土进行防渗处理,建有各种配套设施,80%-90%渗滤液可由渗透液回收装置回收;
②新锰渣库底部采用4层防渗膜及沙子进行防渗,渣场周围进行填筑护坡,实行水平堆放,对渣尘使用机械洒水防扬散并压实;
③锰渣运输车辆在出厂之前必须进行冲洗,对冲洗液进行回收,对运输路线定时进行洒水并清扫,防止倾洒的锰渣形成扬尘。
根据报道,每生产一吨电解锰,南非MMC公司污染治理费用可达100美元以上,远高于国内电解锰企业。
(4)严格控制电解锰企业废水中Mn2+浓度
我国对电解锰企业排放废水中Mn2+浓度的限值为2.0mg/L,而南非政府对电解锰企业排放废水中Mn2+浓度的限值为0.2mg/L,且在实际监管中要求十分严格。
2.4提高资源利用率是减少锰渣排放的最有效途径
2.4.1我国是锰资源严重短缺国家
锰在地壳中大量存在,但分布极不均匀,陆地锰矿床主要集中在南非、前苏联、加蓬、巴西、澳大利亚和印度,这六个国家的储量占世界陆地总储量的93%以上,而中国只占世界陆地总储量的6%。
世界锰矿储量分布见图2-2。
我国已经成为世界上最大的电解锰生产、消费和出口国。
截至2008年底,我国电解锰企业合计生产能力达到178万t,实际产量102万t,产能和实际产量均占世界的92%以上,几乎垄断了全球电解锰的生产。
按现在我国对锰矿石资源需求量的开采速度,我国可持续开采利用的锰矿资源只有20年。
图2-2世界锰矿储量示意图
2.4.2我国锰资源品位低下
据勘探数据表明:
我国锰矿石的品位低,平均Mn含量低于22%,开发利用难度大,符合国际商品级富矿石(Mn含量≥48%)的矿床完全缺乏。
据1992年资料统计,我国富锰矿石(氧化锰矿Mn含量≥30%,碳酸锰矿Mn含量≥25%)储量很少,保有储量3974.4万t,占全国总储量的6.71%[2]。
到目前为止,我们可供开采的锰矿资源的品位已经由开始的22%下降到18%以下。
从全国各大电解锰厂生产用的品位来看,矿石品位基本在12-16%左右,按行业现有技术水平平均渣锰3.5%计,每生产一吨金属锰将产生7-10吨渣。
2.4.3提高锰资源利用率
我国锰矿品位较低,电解锰行业能使用的锰矿锰品位低,有的甚至低于10%,导致压滤锰渣产出较高,生产1吨电解锰产品,锰渣高达7吨以上。
由于压榨中残留了约30-35%的电解液溶液,其中硫酸锰浓度(以锰计)为30-36g/L,硫酸铵浓度为80-120g/L,导致了较高的锰渣中的锰及硫酸铵损失,分别约占锰渣干重的1.5-2.0%和3.5-4.5%。
同时,锰渣中有约1.5-2.0%的碳酸锰在一次酸浸中未转化为硫酸锰,仅压滤工序,锰矿石中的锰约3.0-4.0%(占总锰量的18-25%),许多企业甚至达到4-5%的锰未被利用,资源浪费严重。
通过技术创新,提高锰资源的利用率,降低渣锰残留是未来该行业的研究重点,是减少锰渣排放最有效的途径,是可持续发展的必然趋势,也是实现电解锰清洁生产的核心。
锰渣减排数据如下表2-2:
表2-2:
锰渣减排数据(年产100万t金属锰计)
矿石品位(%)
锰渣(w/W,t)
锰渣减排(w/W,t)
锰渣减排(t/a,万t)
渣锰(w/W,1.5%)
渣锰(w/W,3.5%)
12
8.52
10.76
2.24
2.24
14
7.00
8.52
1.52
1.52
16
5.90
7.00
1.10
1.10
18
5.06
5.90
0.84
0.84
第三章锰渣的产生与特性
3.1电解锰工艺流程
目前金属锰的生产主要采用电解的方法,其生产工艺见图3-1。
图3-1电解锰生产工艺流程图
3.2锰渣产生与数量
从电解锰的生产过程中可以知道,电解锰渣产生在压滤环节,是锰矿粉经过硫酸浸泡后再经过固液分离即用板框压滤机过滤后的产物。
单位电解锰产品产生的锰渣量与使用的锰矿石品位有关,锰三角地区锰矿的品位在14%-21%之间,现在能开采出来碳酸锰矿石的锰含量大部分处在12%-17%之间,属于低品位锰矿石。
根据物料平衡和企业生产实际,目前我国电解锰企业每生产1吨电解锰需要消耗8吨左右的锰矿石(品位16%),同时产生7吨左右的锰渣。
近年来,随着电解锰业的发展迅速,企业使用的锰矿石品位在迅速下降,单位产品消耗的锰矿石和随之产生的锰渣也在迅速增加。
3.3锰渣的成分及特性
我国电解金属锰生产的主要原料为碳酸锰矿,主要辅料为软锰矿、硫酸、硫酸铵、液氨及硫化除渣剂等。
由于原辅料种类和品质的原因,以及生产工艺的影响,锰渣的成分相对比较复杂,中国环科院等相关单位均对锰渣做过相关分析。
对各大电解锰企业锰渣随机取样测试可溶性锰,结果见下表3-1。
从中可以看出部分锰渣中可溶性总锰高达4.5%左右,资源利用率较低,资源浪费巨大,大大缩短了我国锰资源的开发年限。
因此对锰渣进行二段酸浸、洗涤是行业亟待解决的首要问题。
表3-1各大电解锰企业锰渣取样测试结果
企业
总锰(wt/wt,%)
Mn2+(wt/wt,%)
MnCO3/MnO(wt/wt,%)
厂1
3.35
1.73
1.62
厂2
2.72
1.51
1.21
厂3
3.26
1.47
1.79
厂4
3.60
2.00
1.60
厂5
3.20
2.50
1.70
厂6
4.50
1.70
2.80
对锰渣进行全元素分析,结果见表3-2。
从中可以看出锰渣成分复杂,含有Hg、Cd、As、Pb等第一类环境污染物,Mn、Fe、Cu、Zn等第二类环境污染物,尤其是Mn含量极高,会造成潜在环境污染。
表3-2锰渣全元素分析
项目
百分含量(%)
成分
百分含量(%)
成分
百分含量(%)
有机质
5~7
S
8~11
Pb
0.0114~0.0166
N
0.95~1.4
Si
13
Mt
0.0011~0.0012
P
0.95~1.4
Mn
3
Cu
0.0050~0.0054
K
0.57~0.63
Fe
2.5
Se
0.0031~0.0033
Ca
12
O
25
As
0.001~0.002
Mg
3
Zn
0.0075~0.112
Co
0.0042~0.0064
第四章技术开发的目标、指标、难点和路线
4.1技术开发目标
根据锰矿的物料特性,在保持工艺水平衡条件下,研究开发电解锰企业降低锰渣残锰及重金属减排回收技术,提高锰资源的利用率,减少锰渣及其中重金属对环境和人类健康的危害,为电解锰企业的清洁生产奠定基础。
4.2技术开发指标
锰渣含水率:
≤28%
渣锰(Mn2+)含量:
≤1.8%(w/w,以Mn计)
硫酸铵回收率:
≥30%
清水用量:
≤渣重的30%
4.3技术开发难点
1、基于工艺水平衡的洗涤剂和酸洗剂的选择
锰渣洗涤的技术障碍在于如何在保持电解锰生产水平衡(图4-1)的条件下,实现对锰渣中残锰的有效洗涤,包括对碳酸锰的二段酸浸。
多年来,研究人员和企业多在研究清水对锰渣的洗涤。
如果可以使用大量的清水,则能够实现对锰渣中已溶锰(硫酸锰)的几乎彻底的洗涤。
但由于洗出液的浓度较低,如果超出了水平衡的吸纳要求,则剩余的洗出液将不能直接回用到生产工艺中,需要对其进行浓缩后回用。
目前尚未研究出经济技术可行的浓缩技术,导致单纯采用清水洗涤的技术不能达到良好的洗涤效果。
在锰渣中残留的锰还包括1.5-2.0%的未溶出锰(碳酸锰),而一段酸浸过程的终点,残酸量仅约1g/l,即使反应时间再延长,也难以继续显著降低碳酸锰的含量,如何在降低硫酸锰,又能使碳酸锰等能够有效溶出,也成为本技术达到效果的重要因素。
因此如何选择合适的清洗剂,且确保工艺的水平衡,成为本技术研发成功的关键点。
2、“多序合一”,实现二段酸浸、洗涤和压滤的一体化
在本技术的研发中,需要对碳酸锰进行二段酸浸,需要对其中的硫酸锰进行有效洗涤,且目前该行业普遍采用隔膜板框压滤机,因此如何降低工序复杂性,将尽可能多的工序整合在隔膜压滤机上,实现分步骤、多工序的工艺整合,对本技术能否充分提高效率、降低能耗、节约投资、减少人工,具有重大意义。
因此,如何将上述工艺过程有序、有机地整合和实现,是本技术能否成功应用的关键。
图4-1:
生产水平衡图(吨耗)
4.4技术开发路线
图4-2技术路线
第五章锰渣酸浸洗涤技术对比研究
电解锰工业是资源、能源消耗高,环境污染重的工业行业。
由于竞争和环境保护的要求,日本、美国等发达国家纷纷关停了电解锰加工企业。
目前除了南非MMC一家规模3万吨产能的电解锰企业以外,其余几乎全部在中国。
由于南非锰矿资源品位高,生产一吨金属锰产生不到两吨渣,资源利用率相对较高,锰渣带来的压力较小,因此MMC对锰渣洗涤技术研究相对较小,几乎没见相关的报告。
我国属于贫锰国家,目前可利用锰矿的品位仅12-17%,生产一吨电解锰产生锰渣高达6-12吨,资源浪费十分严重,锰渣的大量堆放还给当地环境带来巨大的安全隐患。
因此早在上个世纪90年代,尤其近几年我国许多研究单位及电解锰企业纷纷开展对锰渣洗涤的研究。
锰渣酸浸洗涤技术可以大致分成两大类,一是对中性硫化液过滤后(可采用隔膜压滤机或带式压滤机)的滤饼重新破碎后,加入清洗剂,如水、阳极液等,混合搅拌后,再过滤排放锰渣;另一是在隔膜压滤机上直接用清洗剂进行酸浸清洗,在清洗、压干后排放锰渣。
5.1破碎式洗涤技术
破碎式洗涤技术主要是先用破碎设备将压滤机中形成的滤饼破碎,然后用洗涤剂将锰渣中硫酸锰洗出,最终用压滤机压滤使锰渣中渣锰的含量降低。
目前我国破碎式洗涤技术采用的洗涤剂主要有二种:
清水、阳极液。
5.1.1破碎式清水洗涤技术
该技术是用清水稀释洗涤锰渣中残留的高浓度硫酸锰溶液,再通过过滤设备(带式压滤机、板框压滤机、真空抽滤设备等),降低锰渣中硫酸锰的残留,从而达到降低渣锰的含量。
湖南东方锰业较早在全国开展该洗涤技术研究,湖南天雄锰业、重庆武陵锰业等也开展过该技术的研究。
该技术大致可以分为三类:
回生产工艺、碳酸铵固化、硫酸锰结晶析出。
1、回生产工艺:
滤液根据清水洗涤剂用量的多少,选择回生产工艺某个特定工序。
如清水用量较多,避免对电解液浓度的稀释,滤液一般选择回生产制液工段;清水用量较小,一般直接回到二榨工序,直接进入生产环节。
该处理方式的优点:
无需其他工序和设备投入,技术门槛低;缺点:
无法使用大量的清水,洗涤效果很差,经济适用性不强。
2、碳酸铵固化:
原理:
向滤液中投加碳酸铵,使滤液中的硫酸锰转化为碳酸锰进行固化,低浓度滤液循环使用,进行下一次洗涤。
该处理方式的优点:
洗涤效果较好;缺点:
固化成本高,固化产物杂质含量高,经济适用性不强。
3、硫酸锰结晶:
原理:
利用硫酸锰溶解度和温度变化的特性—在27℃以下时溶解度随温度升高而增加,以后随温度上升,溶解度反而逐渐下降,将滤液通过高温高压的反应器,使硫酸锰析出,低浓度含锰水冷却循环使用,进入下一次洗涤。
该处理方式的优点:
洗涤效果较好;缺点:
能耗极高,设备一次性投入量很大,经济适用性差。
具体工艺流程如图5-1:
图5-1:
清水-破碎洗涤技术工艺流程图
5.1.2破碎式阳极液二段酸浸洗涤技术
该技术的主要原理是利用阳极液中锰的浓度(含锰约12g/l)和锰渣中锰的浓度(含锰约32-36g/l)之间的浓度差,将锰渣中的高残留硫酸锰稀释后洗出,同时由于阳极液具有很强的酸性,可将锰渣中的碳酸锰进一步转化成硫酸锰一同洗出,从而达到二段酸浸的目的,进一步降低锰渣中残留的锰含量。
根据现有中试示范线实验结果,该技术路线从工艺和设备上讲是简单易行的,且采用了现有的成熟设备,也可以达到较好的洗涤效果。
该工艺的不足之处在于其工序较多,还必须在现有的初榨工序上安排两台压滤机以及相关的搅拌周转池等,且在初压形成的滤饼较为密实,难以破碎,能耗较高。
由于工序较多,也导致设备投入较大,还必须增加人工投入,经济效益较低。
具体工艺流程图如图5-2:
图5-2:
阳极液-破