电解金属锰硫铵渣资源化利用方法与流程

本发明属于硫铵渣回收，具体涉及一种电解金属锰硫铵渣资源化利用方法。

背景技术：

1、电解锰湿法冶金过程中，采用酸溶的形式将锰矿石中的锰元素变成硫酸锰，经过中和、除杂、净化制备合格的硫酸锰溶液，同时在液体制备过程中需要添加氨水中和调节溶液ph值，生成的硫酸铵可增加电解液的导电性。但电解液在静止的过程中，逐渐有晶体析出，该晶体为硫酸铵结晶物，晶体大量析出后形成硫铵渣废渣，若直接排放或堆存，不仅造成了氨氮和硫酸根资源的巨大浪费，还会导致严重的土壤和水体污染，如何处理硫铵渣是行业向绿色环保转型的关键难题。

2、近年来，尝试对硫铵渣进行回收利用是处理硫铵渣的主要手段，例如专利申请号为202410689390.1、发明创造名称为：硫铵渣废渣回收利用减排方法的现有技术提供以下技术方案：s1：硫铵渣处理段，对电解金属过程中产生的硫铵渣通过压滤进行固液分离，利用碎锰、水洗锰烘干设备对硫铵渣进行进一步的干燥，经干燥流转到粉碎机粉碎；s2：分解炉处理段，将s1处理的硫铵渣和氨水送入分解炉内高温煅烧处理，硫铵渣加入分解炉内分解，根据烟气排放因子增加硫铵渣投入量，减少氨水投入量；s3：优化使用量，随硫铵渣投入量的增加，减少氨水投入量，可在连续使用过程中优化使用量，直到达到最优处理效果或者氨水停用。

3、上述技术中：将硫铵渣通过碎锰、水洗锰烘干设备干燥后，与氨水一同送进分解炉高温煅烧，实现对硫铵渣的处理，但还存在以下技术问题：硫铵渣经高温煅烧后，会生成氮氧化物、二氧化硫污染性气体，排放进大气后，氮氧化物、二氧化硫这些酸性气体会形成酸雨，对环境造成污染，不符合环保要求，若要对产生的氮氧化物、二氧化硫污染性气体进行脱硫脱硝处理，需额外增添脱硫脱硝设备，导致回收处理成本增加。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，以解决在硫铵渣处理过程中，会产生氮氧化物、二氧化硫污染性气体的技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，包括以下步骤：

4、s1、将硫铵渣与水混合溶解，搅拌预定时间，以获得硫酸铵粗液；

5、s2、向硫酸铵粗液中加入硫化剂，以沉淀去除硫酸铵粗液中的重金属离子，以获得预处理硫酸铵粗液，其中，所述重金属离子为锰离子；

6、s3、向预处理硫酸铵粗液中加入氟化剂，并加入碳酸钠将预处理硫酸铵粗液调节为预定ph，使预处理硫酸铵粗液中的钙镁离子沉淀，以获得预处理硫酸铵悬浮液；

7、s4、使用板压过滤机对预处理硫酸铵悬浮液进行初步过滤，预处理硫酸铵悬浮液中的悬浮颗粒被板压过滤机过滤去除，以获得预处理硫酸铵溶液；

8、s5、使用保安过滤器和螯合树脂塔对预处理硫酸铵溶液进一步过滤，保安过滤器上设置有预定尺寸的过滤孔，将预处理硫酸铵溶液中超出过滤孔直径的固体颗粒过滤去除，螯合树脂塔中填充有预定材料，化学吸附硫酸铵溶液中的特定离子，通过保安过滤器和螯合树脂塔的两级过滤，使硫酸铵溶液中的锰离子浓度、镁离子浓度、钙离子浓度、固体颗粒浓度降低至预定标准，以获得双极膜电渗析进料液，其中，所述特定离子包括锰离子、镁离子、钙离子；

9、s6、双极膜电渗析进料液通过泵送入双极膜电渗析堆栈，并流入双极膜电渗析堆栈的盐室，在直流电场作用下，双极膜电渗析进料液中的硫酸铵发生解离，生成硫酸根离子so42−与铵根离子nh4+，硫酸根离子so42−通过双极膜电渗析堆栈的阴离子交换膜，迁移到双极膜电渗析堆栈的酸室，与酸室中双极膜产生的氢离子h+结合生成浓度约1.5 mol/l的稀硫酸，铵根离子nh4+通过双极膜电渗析堆栈的阳离子交换膜，迁移至双极膜电渗析堆栈的碱室，与碱室中双极膜产生的氢氧根离子oh-结合生成浓度约1.5 mol/l的稀氨水，其中，使用上述板压过滤机和保安过滤器对双极膜电渗析进料液进行预先过滤，可有效防止双极膜电渗析进料液中的固体颗粒在双极膜电渗析堆栈的通道内造成堵塞，以及对双极膜电渗析堆栈的双极膜机械性划伤损坏，使用螯合树脂塔对双极膜电渗析进料液进行化学离子吸附，可有效防止双极膜电渗析进料液中的锰离子、镁离子、钙离子在双极膜电渗析堆栈的离子交换膜上结垢，进而避免因结垢导致的离子交换膜透过性下降、膜电阻升高，离子迁移效率降低的问题；

10、s7、将双极膜电渗析堆栈酸室中的稀硫酸送入酸液浓缩装置，浓缩至稀硫酸预定浓度后，输送进电解锰车间的浸出工序进行再利用，将双极膜电渗析堆栈碱室中的稀氨水送入汽提精馏装置，汽提精馏至稀氨水预定浓度后，输送进电解锰车间的电解槽中进行再利用，在双极膜电渗析堆栈盐室中，经过双极膜电渗析的双极膜电渗析进料液，其硫酸铵浓度降低至硫酸铵预定浓度后，可用于溶解硫铵渣，其中，对硫铵渣资源化处理的最终产物为硫酸与氨水，无污染性气体生成；

11、优选的，步骤s1中所述预定时间为30min。

12、优选的，步骤s2中所述硫化剂为硫化锰、硫化钡中的任意一种。

13、优选的，步骤s3中所述氟化剂为氟化铵，预定ph为9~10。

14、优选的，步骤s5中所述预定尺寸为0.2μm，预定材料为亚氨基二乙酸型螯合树脂，预定标准为mn2+浓度<0.05mg/l，ca2+浓度<0.5mg/l，mg2+浓度<0.5mg/l，固体颗粒浓度<0.5mg/l。

15、优选的，步骤s6中所述双极膜电渗析堆栈由200对膜堆组成，双极膜电渗析堆栈的操作电流密度为30ma/cm²。

16、优选的，步骤s6中双极膜电渗析堆栈酸室化学方程式为：h++so42-→h2so4，双极膜电渗析堆栈碱室化学方程式为：nh4++oh-→nh3·h2o。

17、优选的，步骤s7中所述稀硫酸预定浓度为60%浓度，稀氨水预定浓度为15%浓度，硫酸铵预定浓度为0.1mol/l。

18、上述电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，使用水对硫铵渣进行溶解，加入硫化剂、氟化剂沉淀后，经过板压过滤机、保安过滤器、螯合树脂塔三级过滤，得到双极膜电渗析进料液，其中，利用三级过滤方法，可以有效避免双极膜电渗析进料液中的固体颗粒、金属离子对双极膜电渗析堆栈的破坏，双极膜电渗析堆栈对双极膜电渗析进料液进行处理，双极膜电渗析进料液中的硫酸铵在直流电作用下，分离成硫酸根离子so42−与铵根离子nh4+，并分别与氢离子h+与氢氧根离子oh-结合生成稀硫酸与稀氨水，对稀硫酸进行浓缩、稀氨水进行汽提精馏后可排放进电解锰生产车间回收利用，在整套电解金属锰硫铵渣资源化利用过程中，无污染性气体生成，符合环保要求，无需增添针对污染性气体处理的脱硫脱硝设备，降低硫铵渣回收利用成本。

1.一种电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s1中所述预定时间为30min。

3.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s2中所述硫化剂为硫化锰、硫化钡中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s3中所述氟化剂为氟化铵，预定ph为9~10。

5.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s5中所述预定尺寸为0.2μm，预定材料为亚氨基二乙酸型螯合树脂，预定标准为mn2+浓度<0.05mg/l，ca2+浓度<0.5mg/l，mg2+浓度<0.5mg/l，固体颗粒浓度<0.5mg/l。

6.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s6中所述双极膜电渗析堆栈由200对膜堆组成，双极膜电渗析堆栈的操作电流密度为30ma/cm²。

7.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s6中双极膜电渗析堆栈酸室化学方程式为：h++so42-→h2so4，双极膜电渗析堆栈碱室化学方程式为：nh4++oh-→nh3·h2o。

8.根据权利要求1所述的电解金属锰硫铵渣资源化利用方法，其特征在于，步骤s7中所述稀硫酸预定浓度为60%浓度，稀氨水预定浓度为15%浓度，硫酸铵预定浓度为0.1mol/l。