江萬(wàn)里，陶靈娥

(廣西鼎銘能源科技有限公司，廣西 南寧　530021)

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利用廢棄硫酸錳溶液制取工業(yè)碳酸錳

江萬(wàn)里，陶靈娥

(廣西鼎銘能源科技有限公司，廣西 南寧530021)

摘要：國(guó)內(nèi)某電解金屬錳企業(yè)廢棄的硫酸錳溶液，通過(guò)凈化達(dá)到碳酸錳生產(chǎn)的合格溶液后，可以直接采用碳酸氫銨進(jìn)行沉錳，然后過(guò)濾得到含水約15%的工業(yè)碳酸錳產(chǎn)品，根據(jù)試驗(yàn)過(guò)程并結(jié)合該工廠實(shí)際情況，確定了廢棄硫酸錳溶液制取工業(yè)碳酸錳的實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：硫酸錳；制??；工業(yè)碳酸錳；廢液

0前言

碳酸錳是制造電信器材軟磁鐵氧體，合成二氧化錳和制造其他錳鹽的原料。用作脫硫的催化劑，瓷釉、涂料和清漆、顏料、電焊條、電解金屬錳的原料，新能源汽車(chē)的錳酸鋰電池，也用作肥料和飼料添加劑等[1]。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年看好出口市場(chǎng)，歐美市場(chǎng)需求在近幾年會(huì)達(dá)到高峰。我國(guó)碳酸錳市場(chǎng)發(fā)展緩慢，產(chǎn)品產(chǎn)出受環(huán)境和技術(shù)領(lǐng)域的困惑。國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提倡碳酸錳產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)投資者對(duì)碳酸錳市場(chǎng)的關(guān)注越來(lái)越密切，使碳酸錳市場(chǎng)越來(lái)越受到各方的關(guān)注。

某廠現(xiàn)有電解金屬錳生產(chǎn)后遺留的陽(yáng)極液約1 000 m3，中性液約3 000 m3，里面含有一定量的錳離子和硫酸銨、硫酸鎂等硫酸鹽成分，長(zhǎng)期不進(jìn)行處理，錳離子滲漏到地下水中或大雨天過(guò)多造成池槽冒液進(jìn)入周邊河流、農(nóng)田，造成水中錳離子濃度超標(biāo)，存在很大的環(huán)保事故隱患。本文利用廢棄硫酸錳溶液制取工業(yè)碳酸錳，希望找出一條無(wú)害化而又具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的處理硫酸錳溶液的出路。

1可行性分析

1.1處理思路

處理上述近4 000 m3硫酸錳溶液，要達(dá)到不產(chǎn)生新的污染源，不增加固定資產(chǎn)投資，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的要求，擬將這批溶液經(jīng)過(guò)壓濾或離心甩干水分，不新增熱源烘干。

初步思路：約3 000 m3中性液經(jīng)凈化達(dá)到碳酸錳生產(chǎn)的合格溶液后，可以直接采用碳酸氫銨進(jìn)行沉錳，然后過(guò)濾得到含水15%左右的碳酸錳產(chǎn)品后直接銷(xiāo)售；約1 000 m3陽(yáng)極液需要進(jìn)行中和、除雜后，達(dá)到生產(chǎn)碳酸錳的中性液的純度，加入碳酸氫銨進(jìn)行沉錳，經(jīng)過(guò)濾得到含水15%左右的碳酸錳產(chǎn)品。

沉錳后的廢液為含硫酸銨和碳酸銨的溶液，所有重金屬雜質(zhì)均已是微量，完全可以作為農(nóng)田、菜地、果園等施肥用，是無(wú)害化的液體肥料。除雜過(guò)程中產(chǎn)生的固體渣主要是重金屬硫化物和氫氧化物，由于量不大，估算濕重不足10 t，可以運(yùn)到企業(yè)渣場(chǎng)堆放儲(chǔ)存或銷(xiāo)售給鎳鈷冶煉工廠作為原材料使用。

1.2設(shè)計(jì)理念與規(guī)模

初期設(shè)計(jì)以濕法冶金為主，對(duì)廢棄硫酸錳溶液原料進(jìn)行化學(xué)處理、分離雜質(zhì)，最終過(guò)濾得到含水15%左右的碳酸錳產(chǎn)品[2-3]。處理4 000 m3硫酸錳溶液(其中有1 000 m3陽(yáng)極液需中和處理)，按100%回收率計(jì)算，合計(jì)可獲得碳酸錳產(chǎn)品246.72 t，實(shí)際由于計(jì)量、技術(shù)等各種因素，回收率為95%左右，預(yù)計(jì)可獲得碳酸錳產(chǎn)品234 t。

1.3工藝流程

本設(shè)計(jì)是以廢棄硫酸錳溶液為原料制備工業(yè)碳酸錳。用石灰石、氨水、雙氧水除去溶液中的鐵雜質(zhì)并中和溶液酸性，達(dá)到生產(chǎn)碳酸錳的中性液的純度。對(duì)第1次過(guò)濾后的溶液加入活性炭和絮凝劑，并采用降溫法除去雜質(zhì)鉀、鈉、鈣、鎂；對(duì)第2次過(guò)濾后的溶液加入二甲基二硫代氨基甲酸鈉(SDD)除去重金屬雜質(zhì)；對(duì)第3次過(guò)濾的溶液加入碳酸氫銨進(jìn)行沉錳；最后經(jīng)過(guò)第4次過(guò)濾洗滌得到含水15%左右的碳酸錳產(chǎn)品。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　生產(chǎn)碳酸錳工藝流程

2效益分析

2.1經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)目的生產(chǎn)成本：陽(yáng)極液原料為3 925元/t，中性液原料為4 037元/t，加權(quán)平均成本4 009元/t；銷(xiāo)售價(jià)格：由于未進(jìn)行烘干，以市場(chǎng)價(jià)5 000元/t的90%計(jì)算，為4 500元/t；無(wú)害化處理硫酸錳溶液4 000 m3，獲得碳酸錳產(chǎn)品234 t；總利潤(rùn)為(4 500-

4 009)×234=114 894元?？梢?jiàn)項(xiàng)目具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2其他效益

整個(gè)碳酸錳生產(chǎn)工藝流程利用密閉式的水處理系統(tǒng)，全面收集各環(huán)節(jié)生產(chǎn)廢水，進(jìn)行分類(lèi)處理后循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)污水零排放，廢水可作液體銨肥使用；工藝采用無(wú)毒除雜，固體廢渣呈弱堿性干排，可作為再生復(fù)耕資源加以綜合利用，有效減少環(huán)境污染，是節(jié)能環(huán)保、附加值高、達(dá)到資源循環(huán)利用的新型錳系列產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝；可根據(jù)要求對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整，在除雜、沉錳等工序降低生產(chǎn)成本，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目從技術(shù)上是可行的，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和安全評(píng)價(jià)合理，環(huán)保設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，產(chǎn)能效益可觀，項(xiàng)目完成后，將消除安全、環(huán)保隱患，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。以無(wú)害化處理硫酸錳溶液4 000 m3為例，可獲得碳酸錳產(chǎn)品234 t，創(chuàng)利114 894元。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚柱中, 梅光貴, 李維健, 等. 錳冶金學(xué)[M]. 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)出版社, 2004.

[2]伍福智, 鐘清國(guó). 硫酸錳溶液除雜的理論基礎(chǔ)[J]. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè), 1994, 26(2): 2-5.

[3]胡國(guó)榮, 周玉琳, 彭忠東. 用工業(yè)硫酸錳制取高純碳酸錳的工藝研究[J]. 中國(guó)錳業(yè), 2007, 25(2):20-23.

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A Preliminary Study of the Preparation of Industry Manganese Carbonate by Using a Factory Waste Manganese Sulfate Solution

JIANG Wanli, TAO Ling’e

(GuangxiDingmingEnergyTechnologyCo.,Ltd.,Nanning,Guangxi530021,China)

Abstract:This article makes a brief analysis of domestic enterprise production because of poor market in urgent need to deal with manganese sulfate solution of the plant legacy.Through communication with the factory technical personnel and according to the actual situation of the factory, a preliminary study of the preparation of industry manganese carbonate by using a factory waste manganese sulfate solution is compiled, as provides the reference for the industry practitioners.

Key words:Manganese sulfate; Preparation; Industrial manganese carbonate; Liquid waste

中圖分類(lèi)號(hào)：X756；TQ137.1+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.01.012

作者簡(jiǎn)介：江萬(wàn)里(1978-)，男，四川宜賓人，總經(jīng)理助理，研究方向：企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、項(xiàng)目管理咨詢(xún)、錳銀礦分離冶煉、碳酸錳、電解金屬錳工藝等，手機(jī)：15077733668，E-mail：459096167@qq.com.

收稿日期：2015-09-30