銨鹽循環法高純碳酸錳生產技術的製作方法

2023-05-18 18:35:21

專利名稱：銨鹽循環法高純碳酸錳生產技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無機化工品生產技術，具體說是銨鹽循環法高純碳酸錳生產技術。
(二)技術背景查無先例，應環保、清潔生產循環經濟發展要求，為解決地方錳鹽化工生產技術難題，將傳統的化學淨化、重結晶淨化與離子交換淨化術，本人同日申請發明專利的「雙循環複分解沉澱器」的應用，銨鹽溶錳術串接而成，是本項發明的技術來源，它解決了MnCO3生產中高酸、高碳酸鹽消耗和附產母水低濃度回收高耗能而產品低質量幾大難題。為發展直接由錳礦大批量低成本生產高純MnCO3產品，開闢了新的技術道路。

發明內容本發明工藝是①用本人同日申請專利的「鹽酸一氧化鎂循環法錳鹽生產技術」所產Mn(OH)2中間產品，或直接用高品位錳礦還原焙燒成MnO作錳源。與含過量5％的濃硫酸銨液(≈600g/L)混合製成硫酸銨一錳礦漿，含水以用泥漿泵可泵動為宜，先預熱到80～85℃後，泵入蒸氨塔，塔底保持140～145℃，塔頂保持80～85℃下蒸出NH3氣，冷水回收再生氨水，與爐氣回收淨化CO2反應得再生(NH4)2CO3濃液，控制含(NH4)2CO33.3mol/L左右，蒸氨後錳礦漿放入減壓閃蒸室，回收蒸汽導入蒸氨塔頂由上向下數第二節回收熱能，得蒸氨後礦漿趁熱濾除礦渣得硫酸錳原液；②濾得MnSO4原液加硫酸調PH＝5，測含重金屬及砷量加入BaS，使重金屬和砷以硫化物與部分Al、矽酸共沉澱，濾除後，得濾液加H2O2氧化沉Fe，再濾除Fe渣得化學淨化MnSO4液，此刻MnSO4濃度應≥300g/L，若低於此濃度，應真空濃縮到≥300g/L，再泵入內襯四氟乙烯高壓結晶器內，升溫150～160℃(六個大氣壓)，停留20分鐘許，MnSO4在此溫度下＞90％成結晶沉澱，可快速放掉晶體上層母液，回收硫酸錳晶體可與母液中含Mg2+等水溶雜質分離。錳礦，尤其貧錳礦中多含Mg2+，在150～160℃時MnSO4水溶性很小，而MgSO4水溶性很大，結晶MnSO4即利用此特點脫Mg2+，母液加硫酸銨浸礦，循環多次，Mg2+含到一定時，濃縮、冷結晶回收MgSO4作附產品。得MnSO4·H2O結晶，可用乙醇洗晶，獲純MnSO4·H2O產品；大規模生產得MnSO4·H2O晶體再溶於去離子水製成2mol/LMn2+溶液，反覆過苯乙烯系陽離子交換樹脂，此種樹脂對陽離子交換勢順序是Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Pb2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞Mn2+，可看出對產品危害最大的Fe、Al、Ca、Mg交換勢均大於Mn，只是此種離子交換淨化，Mn2+濃度不能太高，溫度以35～40℃為最好，PH＝5～7間好，經化學淨化又結晶淨化後Mn2+液，雜質本來就很低，只吸除雜質成份，要求反覆循環吸附，直到Mn2+液中雜質殘留達標為止，得高純硫酸錳液；③用碳酸氫銨、氨水和溫水配製成含(NH4)2CO33.3mol/L，多含氨5％，溫度50±3℃濃碳酸銨液，過離子交換柱脫Ca、Mg、Fe等雜質(方法同上)，得高純碳酸銨液；④將上述高純MnSO4液與碳酸銨液，依1∶1.05摩爾比同時泵入「雙循環複分解沉澱反應器」(見本人同日申請此項發明專利)，以含(NH4)28O4≥170g/L夾帶MnCO3微晶粒作晶種，母液作稀釋劑，稀釋比≥10下反應得MnCO3↓晶體，回收晶體，純水洗晶後，乾燥得高純MnCO3產品；⑤收母液，加硫酸調PH＝6～7間，多效濃縮，得含(NH4)28O4≥600g/L，內含殘留Mn2+返回①步循環用；⑥此法中硫酸銨可用硝酸銨、氯化銨替代，工藝基本一樣，唯蒸氨後Mn2+液中Ca2+含量高，應加MnSO4以CaSO4↓除Ca2+一點不同。
權利要求
本發明工藝特徵是①用硫酸銨代替傳統工藝中硫酸與錳礦漿通過蒸氨反應製取硫酸錳，硫酸銨最終再生循環用，蒸出氨制再生碳酸銨，淨化後仍可循環使用；②獲硫酸錳原液後，用傳統化學淨化，串接結晶淨化，又加離子交換淨化可由錳礦直接獲高純MnSO4液，直接合成高純MnCO3產品，而傳統多由電解Mn作高純MnCO3；③高純MnSO4與純(NH4)2CO3複分解反應引進雙循環複分解沉澱反應器，不僅獲MnCO3粒度均一，沉濾洗性能好，品質高純，而且獲(NH4)2SO4濃度高，回收節能，可保證低成本循環使用，對洗渣水，洗晶水中低濃度者經電滲析，得淡水循環作洗水，獲濃水配入浸礦或濃縮得硫銨，可作到清潔生產；④用氯化銨、硝酸銨替代硫酸銨工藝基本一樣，唯獲Mn2+原液，應加MnSO4沉鈣一點不同。本發明與傳統高純MnCO3生產用電解錳作Mn源或以草酸錳、醋酸錳法生產高純MnCO3鹽成本大降，工藝不難，酸根、碳銨循環使用清潔生產，優勢凸出。以上四項請求智慧財產權保護。
全文摘要
本發明涉及一種無機化工品生產技術，具體說是銨鹽循環法高純碳酸錳生產技術；其工藝是①用貧錳礦回收人造Mn(OH)
文檔編號C01G45/00GK101016169SQ20061004177
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月9日 優先權日2006年2月9日
發明者朱作遠 申請人:朱作遠