CN109987636A - 一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺 - Google Patents

Abstract

一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺，它涉及化工及湿法冶金的生产技术领域。它包含以下步骤：将可燃含硫物料经燃烧产生二氧化硫，在余热锅炉换热后引入装有二氧化锰矿浆反应吸收器内进行反应后经过滤，滤渣进入洗涤釜加水、加酸调PH值=2和液固比=3：1，过滤后滤液返回反应器，经除杂精制过滤，滤液进蒸发结晶系统，蒸发到一定浓度后返回除杂精制系统，离心脱水后的产品经干燥、筛分、包装得产品。本发明的优势是：采用廉价的工业回收可燃含硫物及有色冶炼行业含硫矿焙烧脱硫过程中产生的二氧化硫来生产硫酸锰，可燃含硫物燃烧产生大量的热量，经余热锅炉回收后直接用于本工艺中硫酸锰溶液蒸发结晶供热，基本满足本工艺的热量需求，节约了生产成本。

Description

一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺

技术领域

本发明涉及硫酸锰的生产技术领域，具体涉及一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺。

背景技术

硫酸锰物性：硫酸锰（化学式MnSO4，式量151.00），其一水合物为微红色斜方晶体，相对密度为3.50，熔点为700℃，易溶于水，不溶于乙醇。其以多种水合物的形式存在。

硫酸锰在850℃时开始分解，因受热程度不同，可放出SO3，SO2或氧气，残余物有二氧化锰或四氧化三锰。硫酸锰的结晶水合物加热到280℃时，都可以失去自身的结晶水而成为无水物。

硫酸锰是合成脂肪酸的作物需要的微量元素，因此硫酸锰可以做为肥料施进土壤，可以增产。硫酸锰加到动物饲料中，有催肥的效果。硫酸锰也是制备其它锰盐的原料和分析试剂。在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中也要用到硫酸锰。

目前硫酸锰的生产工艺较多，有两矿加酸浸出法、煤炭还原焙烧法、硫酸亚铁还原浸出法、副产法、二氧化硫烟气还原法等多种生产工艺，但这些工艺都存在些不足和缺陷，如两矿加酸浸出法采用的是软锰矿、硫铁矿、硫酸直接还原酸浸，此工艺流程短，设备简单，容易控制，但工艺过程中产生的渣量很大，渣的去向难以处理，过滤设备投入大，占地面积大，锰回收率低，再就是由于工艺中采用硫铁矿作酸浸还原剂，带入了多种重金属离子，后期的处理过程较复杂；煤炭还原焙烧法虽然工艺简单，渣量少，但能耗高，环境影响较严重；硫酸亚铁还原法过滤困难，渣量大；副产法虽然成本低，但杂质难处理，质量差，产量低等缺点；二氧化硫烟气还原法现在技术较为成熟，工艺简单，渣量小，质量易控制，由于二氧化硫既是还原剂也是浸取剂，所以对锰有选择性浸取作用，便于质量控制和缩短工艺流程，是值得推广的方法，但也存在产能受限制，能耗较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺，该工艺采用可燃含硫物燃烧产生的二氧化硫烟气为原料与软锰矿浆反应，在反应过程中既作还原剂又作浸取剂使用。这样省去了传统工艺的还原剂和节约了硫酸用量。同时含硫物燃烧后，产生大量的热能，通过余热锅炉回收用于本工艺硫酸锰溶液蒸发结晶。基本满足工艺的热量要求，无需额外供热，大大节约了生产原料及能耗成本，后期除杂处理工序简单，费用低，产品质量高，实用性强，具有很高的市场推广价值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含以下步骤：

a将可燃含硫物料作为原料经燃烧炉燃烧产生二氧化硫气体；

b将步骤a所得到高温的二氧化硫气体在余热锅炉换热，得到低温二氧化硫烟气；

c将步骤b的低温二氧化硫烟气引入装有二氧化锰矿浆及一定浓度的铁离子和PH值=2的反应吸收器内进行氧化还原反应，氧化还原反应后得到物浆送至下工段，废气送至碱性脱硫塔脱硫达标后排空；

d当步骤c反应完全后的物料经过滤，滤渣进入洗涤釜加水、加酸调PH值=2和液固比=3：1，过滤，滤液返回反应吸收器，滤渣外送砖厂或水泥厂；

e当步骤d矿浆过滤后的滤液经除杂精制过滤（包括氧化去除连二硫酸根离子、铁离子、重金属离子、钙镁离子等），滤渣外送砖厂，滤液进蒸发结晶系统，蒸发到一定浓度后离心脱水，离心脱水后母液返回除杂精制系统；

f当步骤e离心脱水后的产品经干燥、筛分、包装得产品。

所述可燃含硫物料为工业硫磺、工业回收含硫废渣和所有可燃含硫矿物。如：焦化厂回收的废硫磺、硫铁矿、硫化锌矿、硫化铅矿、硫化锑矿等。

所述步骤a的燃烧炉及步骤b的余热锅炉的沉降渣送砖厂、水泥厂或冶炼厂处置。

所述1步骤b高温二氧化硫气体经余热锅炉换热后的余热供热介质供本工艺的蒸发结晶系统使用，使用后的余热传热介质再返回余热锅炉循环使用。

本发明的工作原理：利用可燃工业硫磺、工业回收含硫废渣及所有可燃含硫矿物作原料经燃烧炉燃烧产生二氧化硫气体，将二氧化硫气体引入装有二氧化锰矿浆的反应设备中，进行氧化还原反应，反应完成后的尾气再经碱性脱硫塔脱硫至达标排放。反应后的物料经过滤、除杂、蒸发结晶、离心脱水、干燥、筛分、包装得硫酸产品。可燃含硫物在燃烧炉燃烧后，高温气体再余热锅炉换热，使二氧化硫温度降至适合二氧化锰矿浆反应的温度。换热后的传热介质作为蒸发结晶系统的供热介质使用，使整个工艺系统不需要外部额外供热。

采用上述技术方案后，本发明有二大效果：1、采用廉价的工业回收可燃含硫物及有色冶炼行业含硫矿焙烧脱硫过程中产生的二氧化硫来生产硫酸锰，由于原料本身就便宜，再就是二氧化硫既是还原剂又是浸取剂，省掉了传统工艺中的还原剂和硫酸，而本工艺中所添加的硫酸只是调PH值用，用量很小，所以本发明节约了硫酸锰的生产原料成本，同时实现了规模化、连续生产，不同于二氧化硫烟气脱硫法生产硫酸锰那样，产量低，不能成规模的缺点。2、由于可燃含硫物燃烧产生大量的热量，经余热锅炉回收后直接用于本工艺中硫酸锰溶液蒸发结晶系统供热，基本可满足本工艺中的热量需求，采用多效蒸发，节约了硫酸锰生产的能量成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含以下步骤：

1、燃烧产生高温二氧化硫烟气：

a将可燃含硫物料作为原料经燃烧炉燃烧产生二氧化硫气体；

b将步骤a所得到高温的二氧化硫气体在余热锅炉换热，得到低温二氧化硫烟气，换热后的传热介质作为蒸发结晶系统的供热介质使用，使整个工艺系统不需要外部额外供热，达到节能降耗的目的；

c将步骤b的低温二氧化硫烟气引入装有二氧化锰矿浆及一定浓度的铁离子和PH值=2的反应吸收器内进行氧化还原反应，氧化还原反应后得到尾气和料浆，在工艺中由于采用二氧化硫既作还原剂又作浸出剂，因而对锰具有较高的选择性浸出效果，其它杂质浸出率低的特点。这样后期除杂处理工序简单，费用低，产品质量高，特别是针对电池级高纯硫酸锰而言，质量更有保障；

d当步骤c反应完全后的料浆经过滤，滤渣进入洗涤釜加水、加酸调PH值=2和液固比=3：1，搅拌均匀后过滤，滤液返回反应吸收器，滤渣外送砖厂或水泥厂；

e当步骤d矿浆过滤后的滤液经除杂精制过滤（包括氧化去除连二硫酸根离子、铁离子、重金属离子、钙镁离子等），滤渣外送砖厂或水泥厂，滤液进蒸发结晶系统，蒸发到一定浓度后离心脱水，离心脱水后母液返回除杂精制系统；

f当步骤e离心脱水后的产品经干燥、筛分、包装得产品。

所述含硫物料为工业硫磺、工业回收含硫废渣和所有含硫矿物，在生产硫酸锰原料的选择上面的特点，主要选择廉价的工业回收含硫物，如焦化厂回收的硫磺渣等及冶炼行业、制酸行业中含硫矿物焙烧产生的二氧化硫及余热来产生硫酸锰，这样二氧化硫替代硫酸使用，节约了硫酸的使用成本。

所述步骤a的燃烧炉及步骤b的余热锅炉的沉降渣送砖厂、水泥厂或冶炼厂处置。

2、余热回收：

所述步骤b高温二氧化硫烟气经余热锅炉换热后的余热供热介质供本工艺的蒸发结晶系统使用，使用后的余热传热介质再返回余热锅炉循环使用，所述的燃烧炉及余热锅炉不局限于某一种形式的燃烧炉或余热锅炉可以是任何形式的燃烧炉或余热回收炉，燃烧炉和余热锅炉也可以合为一体使用。

所述步骤c废气再经碱性脱硫塔脱硫至达标排放。

本发明的工作原理：利用工业硫磺、工业回收含硫废渣及所有可燃含硫矿物作原料经燃烧炉燃烧产生二氧化硫气体，将二氧化硫气体引入装有二氧化锰矿浆的反应设备中，进行氧化还原反应，反应完成后的废气再经碱性脱硫塔脱硫至达标排放。反应后的物料经过滤、除杂、蒸发结晶、离心脱水、干燥、筛分、包装得硫酸产品。含硫物在燃烧炉燃烧后，高温气体再余热锅炉换热，使二氧化硫温度降至适合二氧化锰矿浆反应的温度。换热后的传热介质作为蒸发结晶系统的供热介质使用，使整个工艺系统不需要外部额外供热，达到节能降耗的目的。

采用上述技术方案后，本发明有二大效果：1、采用廉价的工业回收可燃含硫物及有色冶炼行业含硫矿焙烧脱硫过程中产生的二氧化硫来生产硫酸锰，由于原料本身就便宜，再就是二氧化硫既是还原剂又是浸取剂，省掉了传统工艺中的还原剂和硫酸，而本工艺中所添加的硫酸只是调PH值用，用量很小，所以本发明节约了硫酸锰的生产原料成本，同时实现了规模化、连续生产，不同于二氧化硫烟气脱硫法生产硫酸锰那样，产量低，不能成规模的缺点。2、由于可燃含硫物燃烧产生大量的热量，经余热锅炉回收后直接用于本工艺中硫酸锰溶液蒸发结晶系统供热，基本可满足本工艺中的热量需求（采用多效蒸发），节约了硫酸锰生产的能量成本。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中，同时，本专利也适用于电解锰、电解二氧化锰等锰制品行业的工艺应用。

Claims (3)

1.一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺，其特征在于采用可燃含硫物燃烧产生的二氧化硫气体作为硫酸锰生产工艺中的还原剂和浸取剂，它包含以下步骤：

a采用可燃含硫物料作为原料经燃烧炉燃烧产生二氧化硫气体；

b将步骤a所得到高温的二氧化硫气体在余热锅炉换热，得到低温二氧化硫烟气；

c将步骤b的低温二氧化硫烟气引入装有二氧化锰矿浆及一定浓度的铁离子和PH值=2的反应吸收器内进行氧化还原反应，氧化还原反应完成后得到尾气和料浆；

d当步骤c反应完全后的料浆经过滤，滤渣进入洗涤釜加水、加酸调PH值=2和液固比=3：1，过滤，滤液返回反应器，滤渣外送砖厂或水泥厂；

e当步骤d矿浆过滤后的滤液经除杂精制过滤（包括氧化去除连二硫酸根离子、铁离子、重金属离子、钙镁离子等），滤渣外送砖厂或水泥厂，滤液进蒸发结晶系统，蒸发到一定浓度后离心脱水，离心脱水后母液返回除杂精制系统；

f当步骤e离心脱水后的产品经干燥、筛分、包装得产品。

2.根据权利要求1所述的一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺，其特征在于：所述含硫物料为工业硫磺、工业回收含硫废渣和所有可燃含硫矿物。

3.根据权利要求1所述的一种节能降耗的硫酸锰生产新工艺，其特征在于：所述步骤b高温二氧化硫烟气经余热锅炉换热后的余热供热介质供本工艺的蒸发结晶系统使用，使用后的余热传热介质再返回余热锅炉循环使用，所述的燃烧炉及余热锅炉不局限于某一种形式的燃烧炉或余热锅炉，可以是任何形式的燃烧炉或余热回收炉，燃烧炉和余热锅炉也可以合为一体使用。