電解錳工藝流程

*電解鎰工藝流程PERSONALRESUME電解鎰工藝流程2010/8/1011:52:47碳酸鎰礦是直接利用硫酸與碳酸鎰化合反應(yīng)制取硫酸鎰溶液，再通過中和、凈化、過濾等一系列工藝制備為電解液，經(jīng)加入添加劑如二氧化硒、亞硫酸銨等即可進入電解槽進行電解；利用二氧化鎰生產(chǎn)電解鎰的工藝與用碳酸鎰生產(chǎn)工藝有所差別，主要是二氧化鎰在一般條件下不與硫酸反應(yīng)，必須經(jīng)處理為二價鎰后再與硫酸反應(yīng)制備硫酸鎰溶液，其處理方法一般為焙燒法，是將二氧化鎰與還原性物質(zhì)（一般為煤炭）共同混合后密閉加熱，在一定溫度下c將四價鎰還原為二價鎰，粉碎后與硫酸反應(yīng)，這種方法稱為焙燒法；另一種方法是稱為兩礦法的，即是用二氧化鎰礦粉和硫鐵礦在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制備硫酸鎰。不過這兩種方法由于成本較高，業(yè)內(nèi)基本不與采用，其中，焙燒法較之于兩礦法更為普遍，但由于很多的焙燒生產(chǎn)廠使用的焙燒爐是簡單易制但能耗較高污染較大的反射爐，前幾年，國家發(fā)改委已明令取締反射爐用于生產(chǎn)電解鎰生產(chǎn)工藝。下面是廢渣的處理方法：電解鎰渣為含CaSO4-2H20較高的工業(yè)廢料,如果加以利用，將獲得較好的經(jīng)濟效益與社會效益。將鎰渣分別進行105℃低溫烘干和300℃高溫鍛燒處理,然后替代石膏配制水泥試驗并按國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法進行相關(guān)水泥性能試驗。結(jié)果表明，電解鎰渣的緩凝作用雖差于天然石膏，但可完全替代天然石膏生產(chǎn)水泥;且高溫鍛燒處理的電解鎰渣的緩凝和增強作用，均好于低溫烘干料。鎰是一種金屬元素，電解金屬鎰是制造四氧化三鎰的主體材料，另外由于純度高、雜質(zhì)少，是生產(chǎn)不銹鋼、高強度低合金鋼、鋁鎰合金、銅鎰合金等的重要合金元素，也是電焊條、鐵氧體、永磁合金元素，及許多醫(yī)藥化工用鎰鹽生產(chǎn)中不可缺少的原料；新開發(fā)的減振合金也需用電解金屬鎰。近幾年來，世界鋁工業(yè)成為電解金屬鎰的主要用戶。在鋼鐵工業(yè)中，電解金屬鎰也用來做脫氧劑和脫硫劑。據(jù)統(tǒng)計，每噸鋼消耗電解金屬鎰平均為。隨著冶金技術(shù)的進步，高效鋼材及噴射冶金技術(shù)得到了很大的發(fā)展，電解金屬鎰粉在冶金工業(yè)中的應(yīng)用已日益增加，用量擴大，突破了上述指標(biāo)。近幾年來，由于特鋼的迅速發(fā)展，特別是我國200系不銹鋼的發(fā)展，金屬鎰在冶金中的比重越來越大。鋁鎰合金為現(xiàn)代輕美型建筑材料，裝飾工程材料和地下工程的防腐支護材料。中國近幾年來，鋁鎰合金門窗等已逐漸進入普通居民住宅，大大地擴大了金屬鎰的市場。電解金屬鎰生產(chǎn)工藝：電解金屬鎰是鎰的濕法冶金產(chǎn)品，在國內(nèi)多年的生產(chǎn)實踐中，一般采用“浸出——凈化——電解”的生產(chǎn)工藝。主要是采用碳酸鎰粉與無機酸反應(yīng)，制得鎰鹽溶液，加銨鹽作緩沖劑，用加氧化劑氧化中和的方法除鐵，加硫化劑除重金屬，經(jīng)過“沉降一一過濾一一深度凈化一一過濾”得出純凈的硫酸鎰溶液，加入添加劑后，作為電解液進入電解槽電解，生產(chǎn)出金屬鎰。各地冶金廠都有！電解鎰生產(chǎn)工藝簡述電解鎰的應(yīng)用領(lǐng)域鎰及鎰合金是鋼鐵工業(yè)、鋁合金工業(yè)、磁性材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等不可缺少的重要原料之一。鎰是冶煉工業(yè)中不可缺少的添加劑，電解鎰加工成粉狀后是生產(chǎn)四氧化三鎰的主要原料，電子工業(yè)廣泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三鎰生產(chǎn)的，電子工業(yè)、冶金工業(yè)和航空航天工業(yè)都需要電解金屬鎰。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)力水平的不斷提高，電解金屬鎰由于它的高純度、低雜質(zhì)特點，現(xiàn)已成功而廣泛地運用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護、食品衛(wèi)生、電焊條業(yè)、航天工業(yè)等各個領(lǐng)域。電解鎰的純度很高，它的作用是增加合金屬材料的硬度，應(yīng)用最廣的有鎰銅合金、鎰鋁合金，鎰在這些合金中能提高合金的強度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性，電解鎰主要供應(yīng)于不銹鋼的生產(chǎn)。國內(nèi)電解鎰主產(chǎn)區(qū)情況在我國的電解鎰產(chǎn)業(yè)中，湖南、貴州、重慶交界的鎰三角是當(dāng)仁不讓的集中地，由于開發(fā)早和發(fā)展快，現(xiàn)在鎰礦在秀山、松桃已經(jīng)供應(yīng)緊張，再加上當(dāng)?shù)卣貜?fù)征收資源補償費、出縣要收幾十元/噸，礦石價格占到電解鎰成本的1/3。重慶、松桃、湘西的礦山都存在亂采亂挖的現(xiàn)象，幾萬噸儲量目前只剩一半，而且資源回收率很低，只有50%左右，開采中采富棄貧現(xiàn)象嚴(yán)重，礦石品位從19%下降至16%。但廣西的礦石供應(yīng)豐富，大新的儲量有一億噸，夠幾十年使用。產(chǎn)品方案和設(shè)計規(guī)模金屬鎰的生產(chǎn)方法有兩種。一種是采用電解法，所得產(chǎn)品為電解金屬鎰；另一種是以富鎰礦及高硅鎰硅合金為原料，用電爐脫硅精煉法生產(chǎn)，產(chǎn)品稱金屬鎰。后者含鎰稍低（Mn93%?97%）,含鐵較高（Fe^%）。金屬鎰一般用作冶煉低碳優(yōu)質(zhì)鋼的合金添加劑，或用作有色金屬合金的合金劑。產(chǎn)品方案必須根據(jù)產(chǎn)品需求，通過方案比較進行優(yōu)選確定。設(shè)計規(guī)模主要是根據(jù)礦石資源、電力供應(yīng)和市場需求確定。中國電解金屬鎰車間的設(shè)計規(guī)模一般較小，大的每年達(dá)5000t,小的每年僅數(shù)百噸。目前，我國電解金屬鎰生產(chǎn)主要以％的產(chǎn)品為主（現(xiàn)大部分廠家實際已達(dá)到％以上），只有少數(shù)幾個廠家生產(chǎn)％的產(chǎn)品（因％的產(chǎn)品市場需求量較小，但很多企業(yè)在作可行性研究報告時都號稱生產(chǎn)％的），主要原材料一鎰礦為氧化鎰礦和碳酸鎰礦兩大類，除前工序制液方式不盡相同外，電解生產(chǎn)工藝基本相同。碳酸鎰礦是直接利用硫酸與碳酸鎰化合反應(yīng)制取硫酸鎰溶液，再通過中和、凈化、過濾等一系列工藝制備為電解液，經(jīng)加入添加劑如二氧化硒、亞硫酸銨等即可進入電解槽進行電解；利用二氧化鎰生產(chǎn)電解鎰的工藝與用碳酸鎰生產(chǎn)工藝有所差別，主要是二氧化鎰在一般條件下不與硫酸反應(yīng)，必須經(jīng)處理為二價鎰后再與硫酸反應(yīng)制備硫酸鎰溶液，其處理方法一般為焙燒法，是將二氧化鎰與還原性物質(zhì)（一般為煤炭）共同混合后密閉加熱，在一定溫度下C將四價鎰還原為二價鎰，粉碎后與硫酸反應(yīng)，這種方法稱為焙燒法；另一種方法是稱為兩礦法的，即是用二氧化鎰礦粉和硫鐵礦在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制備硫酸鎰。不過這兩種方法由于成本較高，業(yè)內(nèi)基本不與采用，其中，焙燒法較之于兩礦法更為普遍，但由于很多的焙燒生產(chǎn)廠使用的焙燒爐是簡單易制但能耗較高污染較大的反射爐，前幾年，國家發(fā)改委已明令取締反射爐用于生產(chǎn)電解鎰生產(chǎn)工藝。工藝流程常以含鎰較低（Mn20%?23%）的碳酸鎰礦為原料，經(jīng)破碎、磨細(xì)成礦粉，加入已有返回陽極液的浸取罐中，加硫酸、通入蒸汽加熱近于沸騰，使礦粉中的鎰浸取進入溶液，加入適量緩沖劑硫酸銨，并在酸性礦漿中加入二氧化鎰粉除鐵，再通入液氨或加入石灰乳使礦漿成中性（pH^7）,固液分離去除殘渣，往濾液中加入硫化劑（二甲基胺荒酸鈉，（CH3）2NCS2Na,簡稱SDD）或乙硫氮凈化，使銀、鉆、鐵等離子成硫化物形態(tài)沉淀析出，經(jīng)第二次固液分離除去硫化渣，加入添加劑（SeO2或SO2：）,即得合格電解液。電解時，合格電解液連續(xù)不斷地加入電解槽，經(jīng)通電電

解至一定時間（一般為24h）,取出附有電沉積鎰的陰極板（同時放入干凈的陰極板，使電解連續(xù)進行），經(jīng)鈍化、水洗、烘干后，將金屬鎰剝下，即為成品。電解時電解液穿過隔膜布進入陽極房，通過假底溢流出電解槽，此液稱陽極液，經(jīng)收集后返回浸取罐，供浸取鎰礦用。其工藝流程示于圖1。設(shè)備選擇其關(guān)鍵設(shè)備是電解槽。由于在硫酸鎰水溶液電解時，陰極室必須處于中性偏堿（pH7?8）狀態(tài)才能電解析出鎰，而陽極室為酸性，因此必須采用隔膜式電解槽，以區(qū)分陰極室和陽極室的不同電解效應(yīng)。電解槽槽體一般采用木料制造，也有的采用鋼筋混凝土槽體，內(nèi)襯防腐材料形成不滲漏的整體。槽中設(shè)有假底，在其上鑲?cè)胪饷嫣子懈裟げ嫉年枠O室木框架，陽極室木框架中和假底下面相通，以便陽極液通過假底溢流排出，框中插入鉛基含銀陽極板（也可采用其他材質(zhì)），此框以內(nèi)即為陽極室；整個電解槽內(nèi)陽極隔膜布的外面即為陰極室，在兩個隔膜框之間插入用不銹鋼板制成的陰極板。為控制電解溫度，電解槽內(nèi)側(cè)設(shè)有間接冷卻的鉛管，管內(nèi)通冷卻水。隔膜式電解槽結(jié)構(gòu)見圖2。原料磨細(xì)常用可調(diào)節(jié)出料粒度的雷蒙磨（又稱懸輥式粉碎機或懸輥式磨粉機），浸取設(shè)備一般為內(nèi)襯防腐材料的帶攪拌器的浸取罐，固液分離采用防腐蝕的板框式或箱式壓濾機，烘干附著電沉積鎰的陰極板常用電加熱遠(yuǎn)紅外線干燥爐，電解槽的直流電來自硅整流器。車間組成和布置電解金屬鎰車間由原料加工、溶液制備和電解三部分組成，以及必要的輔助設(shè)施組成。（1）原料加工部分設(shè)于一單層廠房內(nèi)，設(shè)有原料破碎。磨細(xì)設(shè)備及運輸、貯存設(shè)施。（2）溶液制備部分常為雙層廠房，浸取罐設(shè)于地坪上，罐口則略高出于樓面，以利加料和生產(chǎn)操作。出料及礦漿泵設(shè)于樓下。為使固液分離的壓濾機出渣方便，往往安裝在樓上，出渣時車輛停放在壓濾機下方，渣可直接卸入車廂。硫化槽及合格液貯槽坐落在地坪上，槽口稍高于樓面。（3）電解部分通常為單層廠房，一端為直流電源間，緊接著安設(shè)成列的電解槽，另一端為成品處理場，設(shè)有遠(yuǎn)紅外線烘干爐、剝鎰槽、清洗槽等設(shè)備，有的還將成品稱量包裝設(shè)施也設(shè)在這里。（4）輔助設(shè)施一般有極板制造問：陰極板電拋光間、渣場、酸庫、液氨庫、鍋爐房、空壓站、廢水處理站、檢驗化驗室和車間辦公室等。有的輔助設(shè)施可由全廠統(tǒng)一考慮設(shè)置，不只為本車間服務(wù)。主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)根據(jù)中國的實踐。電解金屬鎰車間設(shè)計主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)為：電解鎰設(shè)計主要參數(shù)進槽電解液主要成分TOC\o"1-5"\h\zMn/g-L-1 38?45（NH4）2SO4/g-L-1 120~140pH值 7~槽電壓/V -同極間距/mm同極間距/mm100電解溫度/℃ 35?40電解周期/h 24產(chǎn)品合格率/% 99-100鎰的總回收率/% 70?75電解電流效率/% 60?65每噸電解金屬鎰的消耗碳酸鎰礦粉（乂口20%~23%）/t ?工業(yè)硫酸（H2SO4N%）/ -2硫酸銨（工業(yè)純）/t 1~二氧化鎰粉（MnO2>65%）/t ?液氨（工業(yè)純）/t ?二氧化硒（SeO2>99%）/Kg -3電解耗電/kW-h -9000電解鎰與不銹鋼在煉鋼生產(chǎn)中，電解鎰特別適合冶煉合金化元素含有總量10%以上的不銹鋼、耐熱鋼、精密鋼、高溫鋼、耐蝕鋼等“特、精、高”合金鋼和冶煉低雜質(zhì)、低有害元素的純凈鋼（WP、S、O、N、HW100ppm）、趨純凈鋼（WP、S、O、N、HW200ppm）等鋼種。據(jù)我國不銹鋼、高合金鋼和優(yōu)質(zhì)鋼等特鋼的產(chǎn)量及耗用電解鎰水平，2004年中國不銹鋼等優(yōu)特鋼冶煉消耗電解鎰約16萬噸左右；其中銘鎰系不銹鋼耗用8萬噸左右，銘鎰不銹鋼冶煉中超量、非正常耗用2—3萬噸；銘鎳系不銹鋼、格系不銹鋼、耐熱不銹鋼、精密合金鋼、高溫合金鋼、耐蝕合金鋼和其它優(yōu)特鋼等鋼種消耗約5萬噸左右根據(jù)我國國民經(jīng)濟和鋼鐵工業(yè)宏觀發(fā)展走勢，2005年乃至未來一段時間不銹鋼等優(yōu)特鋼產(chǎn)業(yè)正處于上升時間，國內(nèi)不銹鋼產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)能、產(chǎn)量和市場需求正在高速發(fā)展，不銹鋼等高端產(chǎn)品優(yōu)特鋼冶煉對電解鎰的需求，總體依然保持強勁。同時，隨著鋼鐵企業(yè)進一步加大鋼材品