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以广西某Ag-Mn矿的提银废液(主要含Mn69~73g/L、H2SO492~125g/L、Fe15~21g/L及少量Co、Ni等重金属)为原料,通过试验研究开发出了制备电解二氧化锰的新工艺。该工艺具体包括预氧化过程、除铁过程、去除重金属的净化过程、电解过程、电解产品后处理过程等。 试验探讨了每个过程的主要影响因素,得出其优化试验条件。除铁过程采用MnO2为氧化剂,其用量为理论用量的1.08倍,在80℃下氧化反应60min,溶液中Fe2+的氧化率可达100%;采用E.Z.针铁矿法除铁,为了减少杂质离子的带入,试验选用MnCO3矿作为主中和剂,控制中和反应温度为90℃、反应时间为180min,最后用CaO调节pH值到5~6(终点),铁基本上能完全沉淀下来,在渣洗涤过程中,一次洗渣用前槽试验的二次洗渣水返回,洗涤温度为60℃、时间为60min;二次洗渣用清水1.5L、硫酸3ml,在60℃下洗涤60min。除铁效率达到100%,除铁渣经二次逆流水洗,平均渣含Mn9.75%,Mn的回收率为84.71%(计加入的软锰矿)或86.68%(不计加入的软锰矿);在可行性的理论分析,试验采用硫化沉淀法去除溶液中的重金属离子,选用S.D.D.作为硫化剂,净化过程中S.D.D.的添加量为2g/L,净化反应温度为60℃、净化反应时间为60min,此条件下Ni、Co、Zn的去除率分别达到99.8%、95.96%和41.94%,Mn的损失在7.30%左右;经净化除杂后母液能达到电解试验要求,控制电解温度在95℃左右,电流密度=40~50 A/m2,电解液中[Mn2+]=37~50g/L、(H2SO4]=32~41g/L,电极间距为110~136mm,槽电压为2.22v,此条件下能取得平均阳极电流效率为96.2%,电能消耗1421 kWh·t(EMD)-1的较好指标,电解过程中金属锰的平衡误差仅为-5.39%;将电解得到的EMD初产品进行洗涤、pH值调整等后处理过程,获得主品位MnO2、Fe及试样电池放电性能均达到QB2106—95A级标准。 设计的整个工艺流程稳定可靠,大多采用闭路循环,废水产生较少,无废气产生,废水、废渣通过简单处理可达标排放。受广西某Ag-Mn矿的委托(投产规模约为1800t/a),论文最后对该工艺的工业化生产作了一些初步设计。