硫酸锰工艺流程.doc

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1、硫酸锰工艺流程锰的用途非常广泛，农业上是重要的微量元素；畜牧和饲养行业中，亦常在饲料中加入适量硫酸锰。硫酸锰也广泛用于医药、食品、农药、造纸、催化剂行业，随着科学技术的不断进步，其用量和应用领域会不断扩大。硫酸锰作为基础锰盐，只有含一个结晶水的硫酸锰物性比较稳定。除试剂级和有特殊要求的含有4-5个结晶水的产品外，几乎所有工厂生产的都是含一个结晶水的产品。随着高品位锰资源的日趋枯竭，传统蒸发浓缩的生产工艺已难以满足硫酸锰产品的生产需要。所以，研究、开发和应用硫酸锰生产新工艺，尤显必要。1试验部分1.1原材料软锰矿、黝锰矿、菱锰矿及黄铁矿的化学分析及矿粉

2、粒度见表1和表2。钛白工业废酸：ρ(H2SO4)=168g/L，ρ(FeSO4)=118g/L。浓硫酸：w(H2SO4)＝96%。表1软锰矿、黝锰矿、菱锰矿化学分析结果%矿种类w(Mn)w(Fe)w(Ca)w(CaO)w(Mg)w(MgO)w(Al2O3)广西桂平软锰矿19.2510.380.16—0.19—11.88广西灵山太平黝锰矿19.661.82—0.084—0.0291.21广西大新菱锰矿19.216.21—5.3—1.912.45矿种类w(K2O)w(Na2O)w(SiO2)w(SiO2)w(<150μm粒子)广西桂平软锰矿0.790.2

3、922.1242.35≥97广西灵山太平黝锰矿0.080.01163.26—≥97广西大新菱锰矿————≥97注：1)广西桂平软锰矿物相分析结果：w(MnO2)＝30.02%，w(Mn2O3)=2.25%，w(MnCO3)=0.88%；2)广西灵山太平黝锰矿物相分析结果：w(MnO2)=29.5%，w(Mn2O3)=3.01%，w(MnCO3)=0.5%；3)广西大新菱锰矿：w(MnCO3)=39.58%。表2广西德保黄铁矿化学分析结果%组分FeSZnCaOMgO<75μm粒子质量分数30.8832.080.551.830.81≥971.2主要设备浸

4、锰罐φ1000mm×1200mm；BMS6/450-U压滤机；BAS6/400-N不锈钢压滤机(过滤压强1MPa，过滤温度－5-200℃)；YS-100L压力釜；202-4电热恒温干燥箱。1.3工艺流程以软锰矿或黝锰矿为原料制取硫酸锰工艺流程示意图见图1(略)；以菱锰矿为原料制取硫酸锰工艺流程示意图见图2(略)。1.4原理根据硫酸锰的溶解度超过100℃急剧降低的原理，采用压力釜结晶法预浓缩除杂净化生产硫酸锰产品。硫酸锰溶解度曲线如图3(略)所示。2结果及讨论2.1压力釜析晶预浓缩用压力釜对上述3种锰矿所制备的合格中性液进行预浓缩净化处理，中性液质量见

5、表3。将100L的中性液注入压力釜中，用压强1.5MPa的蒸汽间接加热。当釜内温度升至190-195℃时，釜内压强达到1.3-1.4MPa，保压静置10-15min。经取样排污阀外排部分上清液，达到预浓缩和一次净化之目的，结果见表4。随后用减压阀卸压，经卸料阀将预浓缩物料卸入冷却溶解槽，冷却溶解，静置陈化，达到二次净化目的，结果见表5。从表4和表5的结果可以看出，用压力釜析晶预浓缩，效果十分理想。关键是工艺流程的选择和终点温度的控制。表3中性液质量分析结果g/L中性液类型ρ(Fe)ρ(Al)ρ(Ca)ρ(Mg)ρ(Pb)软锰矿制取的中性液0.0003

6、00.0210.582.170.001黝锰矿制取的中性液0.000250.0160.471.820.001菱锰矿制取的中性液0.000250.0160.864.830.001表4压力釜外排上清液分析结果中性液类型压力釜工作参数外排上清液ρ/(g·L-1)PH终温/℃终压/MPaMnFePb软锰矿中性液1851.155.50.000350.00102.81软锰矿中性液1911.292.80.000360.00102.65黝锰矿中性液1841.106.40.000280.00103.03黝锰矿中性液1951.402.20.000280.00102.89菱

7、锰矿中性液1901.283.10.000400.00102.41菱锰矿中性液1951.402.30.000450.00102.25注：静置时间12min。表5压力釜预浓液冷却溶解、静置陈化净化分析结果预浓液类别预浓缩滤液各物质质量浓度/(g·L-1)滤渣中各物质质量分数/%CaMgFeAlPbCaOMgOAl2O3SiO2Fe软锰矿预浓液微量微量0.000200.000390.000515.0117.610.380.260.50黝锰矿预浓液微量微量0.000200.000390.000514.7617.630.330.280.40菱锰矿预浓液0.08

8、0.460.000250.000390.000216.1319.180.360.120.552.2压力釜结晶