一種電解錳的陽極液的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電化學領域，具體涉及一種電解錳的陽極液的處理方法。
【背景技術】
[0002]錳在冶金工業中有著十分廣泛且重要的用途，它可以用來制造特種鋼，鋼鐵生產上錳鐵合金可以作為去硫劑和去氧劑。錳主要來源于菱錳礦，一般情況下會伴生大量的菱鎂礦，錳鎂分離一直是電解錳產業的技術難題。錳的制備方法主要是濕法冶煉技術，其主要分為制液和電解兩個過程。在制液的過程中主要采用硫酸將菱錳礦中有效成分酸溶變成溶液，然后加入氨水調節含錳溶液的PH值，該過程中(NH4) 2S04ig Mn 2+會生成錳銨配離子，增強溶液的導電性并起緩沖作用。但是在電解液制取過程中，由于陽極液多次閉路循環利用，造成了液體中鎂離子濃度增高，當鎂離子達到一定程度時會降低電流效率，因此將電解液中的鎂離子除去，并將剩余錳離子返回電解液再次使用，提高電解錳效率，并有利于提高電解液中錳離子的利用率，對提高產能、提升利潤具有重大意義。
[0003]電解錳陽極液中鎂離子的分離方法主要有碳化法和氟化法，但是目前并無吸附法的相關專利報道。
[0004]碳化法的主要是采用碳酸根或碳酸氫根在一定pH范圍內沉淀鎂離子實現錳鎂分離，但該方法所適合的pH范圍為近中性環境，溶液的pH控制較難。氟化法是采用氟離子將鎂離子轉化為氟化鎂沉淀，但是氟離子的引入電解體系會加大對電解裝置的腐蝕。
[0005]采用動態吸附法分離電解錳陽極液中的鎂離子具有操作簡便、吸附劑循環使用、回收率高等優勢。采用吸附法分離電解錳陽極液體系中鎂離子主要分為兩個過程:(I)錳的吸附富集回收(2)鎂的沉淀轉化。中國專利CN201420262804.4公開了一種紅土鎳礦廢水錳鎂回收工藝，在堿性介質中調節體系的電極電位，使錳生產二氧化錳沉淀回收，回收錳后的廢液進一步調節PH沉淀鎂，回收氫氧化鎂或氧化鎂可返回至除雜工序，部分廢水可以返回至沉鎳工序，剩余的廢水可以達到排放標準。CN201110008553.8公開了一種從氧化鎳礦回收鎳鈷鐵錳鎂的方法，首先將氧化鎳礦在濕式球磨機中進行球磨，使用硫酸對礦粉進行浸出處理，得到氧化鎳的硫酸浸出液，然后加入氧化劑過濾得到鈷氧化物和錳氧化物的共沉淀，再加入氫氧化鎂加熱、攪拌、過濾得到鎳和鐵的混合物沉淀。
[0006]但是迄今為止，采用吸附法分離硫酸錳電解液中的鎂離子的方法目前無相關專利或者被以其他的形式公開。
【發明內容】
[0007]為彌補現有技術中的缺陷，本發明公開了一種以改性銨型螯合樹脂為吸附劑從含鎂離子的硫酸錳電解液中分離錳鎂的工藝方法。本發明使用硫酸銨溶液將鈉型螯合樹脂轉型為銨型，使用蒸餾水洗滌至無鈉離子，得到銨型螯合樹脂，并采用動態吸附方式將硫酸錳電解液中的鎂離子吸附分離，并轉化為氫氧化鎂或氧化鎂等具有一定附加值的產品。
[0008]本發明公開的一種電解錳的陽極液的處理方法，包括如下的步驟:
[0009]I)將電解錳陽極液直接栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，吸附柱的流出液為富鎂溶液；
[0010]2)所述吸附柱吸附飽和或者吸附一段時間后，使用洗脫液對吸附柱進行再生，并得到高錳低鎂溶液，所述高鎂低錳溶液混入電解錳的陽極液內。
[0011]優選的，所述電解錳陽極液中錳離子濃度為0-100g/L，鎂離子濃度為0-78g/L。
[0012]優選的，所述銨型螯合樹脂按照如下方法制備:
[0013]取一定量的鈉型螯合樹脂填裝于動態吸附玻璃柱內，使用不低于0.lmol/L的飽和的硫酸銨溶液進行淋洗，檢測流出液無鈉離子時停止淋洗，得到銨型螯合樹脂。
[0014]優選的，動態吸附降鎂為:將陽極液直接栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，無需調節陽極液的PH，根據錳和鎂離子的初始濃度和流出濃度調節栗入的陽極液體積。
[0015]優選的，步驟2)使用硫酸銨溶液對飽和吸附柱進行再生，所述硫酸銨的濃度為不低于0.1M0
[0016]優選的，所述方法進一步包括:使用氨水將富鎂溶液中的鎂離子進行沉淀，所得溶液作為陽極液使用。
[0017]更優選的，所述鎂離子使用氨水或者液氨沉淀，其濃度為0.1M至飽和。
[0018]本發明具有如下的優點:
[0019]1、工藝簡單、生產成本低；
[0020]2、樹脂為球形顆粒，便于固液分離，方便進行柱操作，能循環使用；(球形樹脂不易堵塞吸附柱，分散均勻，與溶液進行分離時只需使用濾布就可分離，無需進行離心、壓濾等操作，此過程樹脂基本不損失)
[0021]3、循環過程中分離體系不引入雜質離子；
[0022]4、所得產物均可轉化為具有一定附加值的產品。
【附圖說明】
[0023]圖1、本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下通過實施例進一步闡述本發明，這些實施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法，通常按照常規條件。
[0025]實施例一
[0026]靜態吸附法分離錳和鎂離子，室溫下，某電解錳廠的陽極液原液錳離子濃度為18.72g/L，鎂離子濃度為11.31g/L0轉型樹脂I質量為5g，加入到1mL原液中，置于恒溫振蕩器中，以120r/min的速度進行振蕩，吸附24h，吸附后溶液中的錳和鎂離子濃度用ICP測定，計算得到錳鎂去除率比為3.07。有效的降低了陽極液中鎂離子的濃度。
[0027]實施例二
[0028]靜態吸附法分離錳和鎂離子，室溫下，某電解錳廠的陽極液原液錳離子濃度為18.72g/L，鎂離子濃度為11.31g/L0轉型樹脂2質量為5g，加入到1mL原液中，置于恒溫振蕩器中，以120r/min的速度進行振蕩，吸附24h，吸附后溶液中的錳和鎂離子濃度用ICP測定，計算得到錳鎂去除率比為2.96，有效的降低了陽極液中鎂離子的濃度。
[0029]實施例三
[0030]動態吸附法分離錳鎂離子，室溫下，某電解錳廠的陽極液原液錳離子濃度為18.72g/L，鎂離子濃度為11.31g/L0取20g轉型樹脂I裝柱，使用蠕動栗將陽極液勻速栗入吸附柱，流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測定。第一取樣點錳鎂去除率比為3.86，優于靜態吸附效果。
[0031]實施例四
[0032]動態吸附法分離錳鎂離子，室溫下，某電解錳廠的陽極液原液錳離子濃度為18.72g/L，鎂離子濃度為11.31g/L0取20g轉型樹脂2裝柱，使用蠕動栗將陽極液勻速栗入吸附柱，流出液中錳和鎂離子的濃度使用ICP測定。第一取樣點錳鎂去除率比為2.57，略低于靜態吸附所得去除率比。
【主權項】
1.一種電解錳的陽極液的處理方法，包括如下的步驟: 1)將電解錳陽極液直接栗入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，吸附柱的流出液為富鎂溶液； 2)所述吸附柱吸附飽和或者吸附一段時間后，使用洗脫液對吸附柱進行再生，并得到高錳低鎂溶液，所述高鎂低錳溶液混入電解錳的陽極液內。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述銨型螯合樹脂按照如下方法制備: 取鈉型螯合樹脂填裝于動態吸附玻璃柱內，使用濃度不低于0.1M的硫酸銨溶液進行淋洗，檢測流出液無鈉離子時停止淋洗，得到銨型螯合樹脂。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)進一步包括:根據錳和鎂離子的初始濃度和流出濃度調節栗入的陽極液體積。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)使用硫酸銨溶液對飽和吸附柱進行再生。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括:使用氨水將富鎂溶液中的鎂離子進行沉淀，所得溶液作為陽極液使用。
【專利摘要】本發明公開了一種電解錳的陽極液的處理方法，包括：1)將電解錳陽極液直接泵入裝有銨型螯合樹脂的吸附柱，吸附柱的流出液為富鎂溶液；2)所述吸附柱吸附飽和或者吸附一段時間后，使用洗脫液對吸附柱進行再生，并得到高錳低鎂溶液，所述高鎂低錳溶液混入電解錳的陽極液內。本發明的方法無二次污染，可將鎂離子轉化為氫氧化鎂或氧化鎂產品，實現雜質鎂的資源化利用。
【IPC分類】C25C7/06, C25C1/10
【公開號】CN105200461
【申請號】CN201510703780
【發明人】葉秀深, 胡耀強, 火焱, 王世棟, 劉海寧, 吳志堅
【申請人】中國科學院青海鹽湖研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月26日