利用废弃硫酸锰溶液制取工业碳酸锰

江万里，陶灵娥

(广西鼎铭能源科技有限公司，广西 南宁　530021)



利用废弃硫酸锰溶液制取工业碳酸锰

江万里，陶灵娥

(广西鼎铭能源科技有限公司，广西 南宁530021)

摘要：国内某电解金属锰企业废弃的硫酸锰溶液，通过净化达到碳酸锰生产的合格溶液后，可以直接采用碳酸氢铵进行沉锰，然后过滤得到含水约15%的工业碳酸锰产品，根据试验过程并结合该工厂实际情况，确定了废弃硫酸锰溶液制取工业碳酸锰的实施方案。

关键词：硫酸锰；制取；工业碳酸锰；废液

0前言

碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。用作脱硫的催化剂，瓷釉、涂料和清漆、颜料、电焊条、电解金属锰的原料，新能源汽车的锰酸锂电池，也用作肥料和饲料添加剂等[1]。据专家预测，未来几年看好出口市场，欧美市场需求在近几年会达到高峰。我国碳酸锰市场发展缓慢，产品产出受环境和技术领域的困惑。国家产业政策鼓励循环经济，提倡碳酸锰产业向高技术产品方向发展，国内企业投资者对碳酸锰市场的关注越来越密切，使碳酸锰市场越来越受到各方的关注。

某厂现有电解金属锰生产后遗留的阳极液约1 000 m3，中性液约3 000 m3，里面含有一定量的锰离子和硫酸铵、硫酸镁等硫酸盐成分，长期不进行处理，锰离子渗漏到地下水中或大雨天过多造成池槽冒液进入周边河流、农田，造成水中锰离子浓度超标，存在很大的环保事故隐患。本文利用废弃硫酸锰溶液制取工业碳酸锰，希望找出一条无害化而又具有经济价值的处理硫酸锰溶液的出路。

1可行性分析

1.1处理思路

处理上述近4 000 m3硫酸锰溶液，要达到不产生新的污染源，不增加固定资产投资，具有较好的经济价值的要求，拟将这批溶液经过压滤或离心甩干水分，不新增热源烘干。

初步思路：约3 000 m3中性液经净化达到碳酸锰生产的合格溶液后，可以直接采用碳酸氢铵进行沉锰，然后过滤得到含水15%左右的碳酸锰产品后直接销售；约1 000 m3阳极液需要进行中和、除杂后，达到生产碳酸锰的中性液的纯度，加入碳酸氢铵进行沉锰，经过滤得到含水15%左右的碳酸锰产品。

沉锰后的废液为含硫酸铵和碳酸铵的溶液，所有重金属杂质均已是微量，完全可以作为农田、菜地、果园等施肥用，是无害化的液体肥料。除杂过程中产生的固体渣主要是重金属硫化物和氢氧化物，由于量不大，估算湿重不足10 t，可以运到企业渣场堆放储存或销售给镍钴冶炼工厂作为原材料使用。

1.2设计理念与规模

初期设计以湿法冶金为主，对废弃硫酸锰溶液原料进行化学处理、分离杂质，最终过滤得到含水15%左右的碳酸锰产品[2-3]。处理4 000 m3硫酸锰溶液(其中有1 000 m3阳极液需中和处理)，按100%回收率计算，合计可获得碳酸锰产品246.72 t，实际由于计量、技术等各种因素，回收率为95%左右，预计可获得碳酸锰产品234 t。

1.3工艺流程

本设计是以废弃硫酸锰溶液为原料制备工业碳酸锰。用石灰石、氨水、双氧水除去溶液中的铁杂质并中和溶液酸性，达到生产碳酸锰的中性液的纯度。对第1次过滤后的溶液加入活性炭和絮凝剂，并采用降温法除去杂质钾、钠、钙、镁；对第2次过滤后的溶液加入二甲基二硫代氨基甲酸钠(SDD)除去重金属杂质；对第3次过滤的溶液加入碳酸氢铵进行沉锰；最后经过第4次过滤洗涤得到含水15%左右的碳酸锰产品。工艺流程见图1。

图1　生产碳酸锰工艺流程

2效益分析

2.1经济效益

该项目的生产成本：阳极液原料为3 925元/t，中性液原料为4 037元/t，加权平均成本4 009元/t；销售价格：由于未进行烘干，以市场价5 000元/t的90%计算，为4 500元/t；无害化处理硫酸锰溶液4 000 m3，获得碳酸锰产品234 t；总利润为(4 500-

4 009)×234=114 894元。可见项目具有一定的经济效益。

2.2其他效益

整个碳酸锰生产工艺流程利用密闭式的水处理系统，全面收集各环节生产废水，进行分类处理后循环使用，实现生产污水零排放，废水可作液体铵肥使用；工艺采用无毒除杂，固体废渣呈弱碱性干排，可作为再生复耕资源加以综合利用，有效减少环境污染，是节能环保、附加值高、达到资源循环利用的新型锰系列产品的生产工艺；可根据要求对工艺进行调整，在除杂、沉锰等工序降低生产成本，具有更好的经济效益。

3结语

项目从技术上是可行的，产业结构和安全评价合理，环保设计达标，产能效益可观，项目完成后，将消除安全、环保隐患，具有一定的经济效益。以无害化处理硫酸锰溶液4 000 m3为例，可获得碳酸锰产品234 t，创利114 894元。

参考文献：

[1]谭柱中, 梅光贵, 李维健, 等. 锰冶金学[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2004.

[2]伍福智, 钟清国. 硫酸锰溶液除杂的理论基础[J]. 无机盐工业, 1994, 26(2): 2-5.

[3]胡国荣, 周玉琳, 彭忠东. 用工业硫酸锰制取高纯碳酸锰的工艺研究[J]. 中国锰业, 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

中图分类号：X756；TQ137.1+2

文献标识码：B

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

作者简介：江万里(1978-)，男，四川宜宾人，总经理助理，研究方向：企业技术创新、项目管理咨询、锰银矿分离冶炼、碳酸锰、电解金属锰工艺等，手机：15077733668，E-mail：459096167@qq.com.

收稿日期：2015-09-30