[发明专利]双膜法锰回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及双膜法锰回收方法方法，特别是一种从电解锰废渣中的提取硫酸锰溶液，经过膜系统浓缩回收硫酸锰的方法，属于循环经济领域。

背景技术

锰及锰合金是钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业、化学工业等不可缺少的重要原料之一， 锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂。金属锰的生产方法有两种。一种是采用电解法，所得产品为电解金属锰；另一种是以富锰矿及高硅锰硅合金为原料，用电炉脱硅精炼法生产，产品称金属锰。

电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料，电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的，电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。电解锰的纯度很高，它的作用是增加合金属材料的硬度，应用最广的有锰铜合金、锰铝合金，锰在这些合金中能提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性，电解锰主要供应于不锈钢的生产。 

目前，我国电解金属锰生产主要以99.7％的产品为主，只有少数几个厂家生产99.9％的产品（因99.9％的产品市场需求量较小），主要原材料－锰矿为氧化锰矿和碳酸锰矿两大类，除前工序制液方式不尽相同外，电解生产工艺基本相同。

电解金属锰生产工艺常以含锰较低（Mn10％～16％）的碳酸锰矿为原料，经破碎、磨细成矿粉，加入浸取罐中，加入硫酸、使矿粉中碳酸锰与硫酸反应，生成硫酸锰溶液，经过滤得浸提液和电解锰废渣。往浸提液加入适量缓冲剂硫酸铵，并在酸性矿浆中加入二氧化锰粉除铁，再通入液氨或加入石灰乳使矿浆成中性（pH≈7），固液分离去除残渣，往滤液中加入硫化剂（二甲基胺荒酸钠，（CH₃）₂NCS₂Na，简称SDD）或乙硫氮净化，使镍、钴、铁等离子成硫化物形态沉淀析出，经第二次固液分离除去硫化渣，加入添加剂（SeO₂或SO₂），即得合格电解液。电解时，合格电解液连续不断地加入电解槽，电解至一定时间（一般为24h），取出附有电沉积锰的阴极板（同时放入干净的阴极板，使电解连续进行），经钝化、水洗、烘干后，将金属锰剥下，即为成品。 在生产电解锰的过程中，制备电解液要产生大量的电解锰废渣，废渣中含有约4%的二价锰。长期以来，电解锰废渣多采用直接填埋或堆放处理，废渣中渗出的含有二价锰的液体浸入地下水或流域，不仅导致水污染，而且导致大量锰资源的浪费。电解锰废渣利用的技术已有不少，但集中在锰矿渣利用制备建材方面。近年，有从电解锰废渣回收锰的探索，如将电解锰废渣加水提取，经过滤和净化后，加入碳酸钠生产高纯碳酸锰的锰回收方法。但是，这种锰的回收方法需要消耗大量的碳酸钠，成本较高，经济上不够合算。因此，目前还没有一种经济合理的锰回收利用方法。

发明目的

本发明的目的在于针对当前还没有一种经济适用的锰回收利用方法，提供一种从电解锰废渣中回收锰的经济适用，回收率高的锰回收利用方法，既解决锰污染环境问题，又提高锰资源的利用效率。

本发明是通过如下步骤实现的：

（1）、提取：将电解锰废渣在转速为200～500转/分钟的搅拌条件下用20～85℃水提取三次，每次提取时间为20～40分钟，第一次电解锰废渣与水的质量比为1：1～1：2，第二次电解锰废渣与水的质量比为1：0.5～1：1，第三次电解锰废渣与水的质量比为1：1～1：2；

（2）、过滤：将提取所得的提取液经过过滤，得滤液和滤渣；

（3）、净化：将步骤（2）过滤所得的滤液经微滤膜或超滤膜过滤得净化提取液；

（4）、浓缩：将步骤（3）净化所得的净化提取液经过反渗透膜系统或纳滤膜系统浓缩，得二价锰离子浓度为38～42g/L的硫酸锰电解液。

步骤（1）所述的提取，为了提高提取液中锰离子浓度，节约水资源和降低浓缩成本，提高效率，以第三次提取所得的提取液和经过步骤（4）浓缩分离所得的透析液作为第一次提取的溶剂。

步骤（2）所述的过滤是将步骤（1）提取所得的提取液过滤；滤袋过滤、压滤过滤或离心过滤的一种。

步骤（2）所述过滤的离心过滤的转速为800～5000转/分钟，最佳转速为1200～2000转/分钟，温度为常温。

步骤（2）所述的压滤过滤的工作压力为0.5～6kg/m²。