一种强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属和渣体同步无害化的方法

本发明属于工业固废资源化利用。涉及一种电解锰渣中铁锰有价金属的高效回收方法，具体涉及一种硫酸-铜强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属和渣体同步无害化的方法。

背景技术：

1、电解锰渣是电解金属锰生产流程中，锰矿经硫酸浸出、净化除杂、压滤分离后产生的酸性工业固体废弃物，具有产生量大、成分复杂、含盐量高、重金属赋存稳定等特点。我国为全球电解金属锰生产与消费大国，每生产1吨电解锰约排放8～12吨电解锰渣，目前全国堆存量已超1.7亿吨，且以每年近千万吨速度持续增长，大量堆存不仅占用土地资源，还存在硫酸盐淋溶、重金属迁移、氨氮释放等环境风险，已成为制约锰行业绿色可持续发展的突出问题。

2、电解锰渣中含有一定量的铁、锰等有价金属，高效回收其中铁、锰并实现渣体资源化，是电解锰渣无害化、减量化、高值化利用的核心方向。当前，从电解锰渣中提取铁锰的技术主要以湿法浸出为主，其中稀硫酸浸出因工艺简单、条件温和、适用性广，成为工业应用最广泛的技术路线。然而，传统单一硫酸浸出存在明显技术短板：电解锰渣中铁、锰多以fe3+、mn4+等高价难溶氧化物、氢氧化物及硅酸盐结合态存在，稀酸对其溶解能力有限，铁、锰浸出率偏低，资源利用率不高；若通过提高酸浓度提升浸出效果，又会导致钙、镁、硅、铝等杂质大量溶出，使浸出液体系复杂、分离难度增大，同时加剧设备腐蚀与药剂消耗，经济性较差。

3、因此，本发明提供一种硫酸-铜元素协同强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属和渣体同步无害化的方法，以解决现有技术浸出率低、选择性差、酸耗高、易钝化、安全性不足等问题，实现铁锰高效回收与渣体资源化利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有电解锰渣铁锰浸出技术存在的浸出效率低、选择性差、酸耗高、体系易钝化、药剂成本高及环境安全性不足等缺陷，提供一种硫酸-铜粉协同强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属和降低浸出渣毒性的方法。本方法通过稀硫酸与含铜物质的协同作用，实现高价铁、锰矿物的高效还原溶解，显著提高铁、锰浸出率与浸出选择性以及渣体同步无害化，同时具备工艺简单、条件温和、无有毒副产物、固液分离顺畅等优势，适合工业化大规模应用。

2、实现上述目的，本发明提供一种强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属且无害化渣体的方法，主要流程如图1所示，包括以下步骤：

3、1）预处理：将电解锰渣置于105℃烘箱中烘干至恒重，经研磨、过200目筛后得到细粒电解锰渣；

4、2）协同浸出：将细粒电解锰渣加入稀硫酸溶液中，搅拌分散均匀，再加入含铜物质；在加热、搅拌条件下进行硫酸-铜元素协同浸出反应，通过含铜物质的还原作用与电位调控，使高价铁、锰矿物快速溶解，得到浸出矿浆；所述含铜物质是含有铜元素的物质，可以是单质、化合物或混合物。

5、3）固液分离：将浸出矿浆进行过滤、洗涤，获得富铁锰浸出液与低毒性浸出渣。所述低毒性为浸出渣中mn2+和nh4+-n的含量低。

6、优选地，步骤2）所述稀硫酸的质量分数为2～10%。

7、优选地，步骤2）所述细粒电解锰渣加入稀硫酸溶液中的稀硫酸溶液与细粒电解锰渣的液固比为5:1～9:1 ml/g。

8、优选地，步骤2）中所述含铜物质包括铜粉、cucl和cuso4·5h2o中的任一种或几种。

9、优选地，步骤2）所述含铜物质的添加量为电解锰渣质量的1%～5%。

10、优选地，步骤2）所述加热的温度为60 ℃，所述搅拌的速率为400 r/min，所述反应的时间为60min。

11、优选地，步骤2）中所述含铜物质为铜粉，纯度≥90%；所述稀硫酸的质量分数为2%；所述细粒电解锰渣加入稀硫酸溶液中的稀硫酸溶液与细粒电解锰渣的液固比为7:1 ml/g；所述含铜物质的添加量为电解锰渣质量的1%；所述加热的温度为60 ℃，所述搅拌的速率为400 r/min，所述反应的时间为60 min。

12、本发明方法通过加入稀硫酸和含铜物质，硫酸-铜在体系中产生协同作用，显著提高了电解锰渣中铁和锰的浸出率，同时浸出渣中mn2+与nh4+-n浸出毒性大幅降低，实现有价金属高效回收与渣体同步无害化。本发明方法兼具资源回收与环境治理双重效益，工艺条件温和、流程简便，具备良好的工业化应用前景。

1.一种强化浸出电解锰渣中铁锰有价金属和渣体同步无害化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述稀硫酸的质量分数为2～10%。

3.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述细粒电解锰渣加入稀硫酸溶液中的稀硫酸溶液与细粒电解锰渣的液固比为5:1～9:1 ml/g。

4.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述含铜物质包括铜粉、cucl和cuso4·5h2o中的任一种或几种。

5.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述含铜物质的添加量为电解锰渣质量的1%～5%。

6.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述加热的温度为60 ℃，所述搅拌的速率为400 r/min，所述反应的时间为60 min。

7.如权利要求1所述的的方法，其特征在于，步骤2）中所述含铜物质为铜粉；所述稀硫酸的质量分数为2%；所述细粒电解锰渣加入稀硫酸溶液中的稀硫酸溶液与细粒电解锰渣的液固比为7:1 ml/g；所述含铜物质的添加量为电解锰渣质量的1%；所述加热的温度为60℃，所述搅拌的速率为400 r/min，所述反应的时间为60 min。