[发明专利]一种脱除电解锰阳极液中镁离子的工艺

说明书

本发明涉及一种脱除电解锰阳极液中镁离子的工艺，属于有色金属冶金领域。本发明首先向电解锰阳极液中补加浓硫酸，再采用结晶母液对电解锰阳极液进行换热预冷后加入一级结晶反应器中；采用外冷器换热降温至0℃～5℃，保温搅拌15min～45min；再泵入二级结晶反应器中，采用外冷器继续换热降温至‑10℃～0℃，保温搅拌45min～120min。反应结束后，采用离心机过滤分离出含镁固体产物，得到的结晶母液返回预冷步骤作为预冷介质，预冷换热回收冷量后，返回锰矿粉浸出工序。

技术领域

本发明涉及一种脱除电解锰阳极液中镁离子的工艺，属于有色金属冶金技术领域。

背景技术

在电解锰生产过程中，锰矿石中的含镁矿物在浸出阶段被硫酸溶解进入浸出液中，由于镁离子在后续的净化、电解等环节难以被除去，因而电解锰阳极液循环利用的过程中，造成镁离子不断的循环富集，最终导致电解锰阳极液中镁离子达到22～35g/L。高浓度的镁离子造成管道堵塞、电耗增大、降低电解锰纯度等不利影响，给电解锰生产带来很多危害。

目前报道的电解锰溶液除镁方法有氟化盐沉淀法、离子交换吸附法、溶剂萃取法等等。如专利申请号为2010503168.6的专利提供了一种降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法，通过向电解锰阳极液中加入碳酸铵固体，然后分别加入氟化铵和入硫酸铝，经沉降过滤分离含镁固体，达到降低电解锰阳极液中镁离子浓度的目的。专利申请号为201110024249.2的专利提供了电解锰加工工艺中乙醇循环除镁方法，通过向电解锰阳极液中加入乙醇，促使硫酸镁析出，过滤除去硫酸镁，滤液再经过蒸馏回收乙醇后返回电解锰工艺。专利申请号为2015103948104的专利专利提供了一种电解锰阳极液除镁的方法，将电解锰工业产生的电解锰阳极液加入一结晶槽内，然后向结晶槽内一边加入浓硫酸，同时一边通入液氨，持续调节液氨的通入量并控制结晶槽内溶液体系的pH值接近中性；待反应原料全部添加完毕后，自然冷却析出复合盐晶体，结晶一段时间后，再进行固液分离；分离出的上清液循环用于电解锰化合浸出。专利申请号为201510703592.8的专利提供了一种吸附法去除硫酸镁溶液中镁离子的方法，采用吸附剂进行吸附，再生后，再将含镁产物制备副产品。专利申请号为201810313444.9的专利提供了一种溶剂萃取降低电解锰合格液中钙镁离子方法。

虽然已有的除镁方法多种多样，各种方法都能在一定程度上脱除电解锰阳极液中的镁离子，但仍然存在一些缺陷，不能满足电解锰实际生产的需要。目前电解锰企业实际生产过程中，如何有效脱除溶液中的高浓度镁离子依然是需要进一步解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种脱除电解锰阳极液中镁离子的工艺。本发明工艺通过增加电解锰阳极液中硫酸的浓度及控制工艺技术条件，将镁以硫酸镁盐的形式分离，达到脱除溶液中镁离子的目的。本发明通过以下技术方案实现。

本发明一种脱除电解锰阳极液中镁离子的工艺，首先向电解锰阳极液中补加浓硫酸，再采用结晶母液对电解锰阳极液进行换热预冷后加入一级结晶反应器中；采用外冷器换热降温至A℃，保温搅拌至少10min，；再泵入二级结晶反应器中，采用外冷器继续换热降温至B℃，保温搅拌至少30min；反应结束后，采用离心机过滤分离出含镁固体产物，得到的结晶母液返回预冷步骤作为预冷介质，预冷换热回收冷量后，返回锰矿粉浸出工序，所述A的取值小于等于5；所述B的取值小于等于0；且B小于A。

作为优选，本发明所述工艺包括下述步骤：

(1)补加浓硫酸：向电解锰阳极液中补加浓硫酸调节溶液硫酸浓度为45～120g/L，得到酸度调整后液。

(2)预冷：采用上一轮除镁过程步骤(5)产出的结晶母液对电解锰阳极液进行换热预冷至10～20℃，得到预冷液。

(3)一级结晶：将步骤(2)产出的预冷液泵入一级结晶反应器中，开启搅拌，采用盘管或夹套换热装置通过外冷器继续换热降温，将溶液温度降低至0℃～5℃，保温反应15～45min。