电解锰生产工艺流程简述
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第一章 设计要求和原则
1.1 概述
本项目为俄罗斯CHEK-SU公司建设的年产8万吨电解金属锰项目，生产主原料为公司生产的氧化锰和碳酸锰精矿，采用湿法冶炼工艺，年生产天数330天，年生产产量为80000吨，设计四条电解生产线。采用有硒电解、无铬钝化环保工艺，生产中产生的粉尘、酸雾回收利用，废水全部回收至污水处理站处理后重复使用，废渣排至尾矿库堆存，电解冷却水闭路循环使用。
1.2 设计指导思想和编制原则
1.2.1 设计指导思想
1、设计执行相关的方针、政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。
2、 全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的基本方针，有效保护和科学合理开发利用当地资源。
3、 优化冶炼工艺流程，在经济合理的条件下，尽量提高金属回收率。
4、遵循可持续发展的观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善三废处理设施，控制对环境的污染，做到环境措施与工程建设“三同时”。
5、设计中在各个环节注意节省能源和降低成本。
6、严格按设计程序开展设计工作，确保设计质量。
1.2.2 设计原则、产品产量和质量及能源消耗保证值
1、建设年产8万吨电解金属锰工厂，工厂一次建成投产；
2、项目设计生产的产品为含Mn99.8%的电解金属锰（中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），牌号为DJMnD）； .
. 3、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、氧化锰矿，湿法冶炼生产工艺；
4、本项目采用目前行业最新的设备和工艺，对生产过程中产生的废气、废水、废渣均采取了有效的治理措施，达到清洁生产及环保要求，工艺技术达到目前同行业先进水平；
5、本次项目采用的技术经济指标为：
（1）每条电解生产线330天生产量为20000吨，设计四条电解生产线，生产规模80000吨/年（产品合格率为100%）；
（2）电解采用SeO2添加剂，正常生产时，电流效率68～70%，电流密度320～380A/m²，槽电压为4.2～4.6V，每吨锰直流电耗≤6500kWh；
（3）项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰分析结果中，二价锰回收率：85%；
（4）电解金属锰产品Mn含量达到99.8%，即产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003；
6、废弃场和排放场的再利用，应符合俄罗斯联邦的卫生和自然保护立法要求。
1.3 建设规模及产品方案
1.3.1 建设规模
本项目规模为年产8万吨电解金属锰。
1.3.2 工作制度
连续工作制，每天三班，每班8小时，年工作330天。
1.4 厂址
位于俄罗斯哈卡斯共和国西拉区图依姆村。
1.5 设计范围 .
. 原料堆场、汽修车间和加油站、焙烧车间、磨粉车间、化合车间、硫化车间、净化车间、粗滤车间、精滤车间（二者是否考虑合并在一起，节约土建投资？）、电解车间、尾矿库、成品车间、供电系统和配电系统、给排水系统、污水处理、硫磺制酸车间、冷却循环水系统、供热供暖系统、转运设施、220kV总降变电站、进厂公路和铁路。(是否增加全厂监控、地泵房、取水泵房等小子项)
1.6 设计标准
1、设计和施工标准采用俄罗斯联邦现行的强制性规定和条例。
2、在中国制造并出口的设备和材料采用中国标准，并依照俄罗斯联邦相关法律取得认证证书，以证明其符合俄罗斯强制标准要求。
第二章 技术方案
2.1 工艺技术方案
2.1.1 金属锰技术方案
2.1.1.1 生产方法
金属锰的生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。本项目的产品金属锰采用电解法即湿法冶炼生产。
锰矿运入厂后首先进行原料预处理：根据原料到厂的含水分量，经过晾晒或者烘干等系统，使水分达到＜5%以下，才能进入下一道工序。氧化锰矿还原焙烧得到一氧化锰再进一步磨粉；碳酸锰矿经磨粉得到所需粒度粉料，再用埋刮板输送机将一氧化锰和碳酸锰矿粉分别送入化合槽浸出，用硫酸将碳酸锰矿和一氧化锰矿粉中的Mn2+浸出获得硫酸锰混合液矿浆，经一次压滤固液分离，硫酸锰溶液再经硫化除重金属杂质、静置24小时之后，进入二次压滤，硫酸锰溶液加入.
. 电解添加剂，进入合格液池储存，进入电解车间电解。在电解槽内电解时，阴极析出氢，阳极析出氧气，控制各种工艺指标达到工艺要求，即可获得电解金属锰产品。
2.1.1.2 产品标准
本产品参照中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），生产Mn99.8的电解金属锰，其化学成分参见表2－1。
表2-1 电解金属锰的牌号及化学成分表
牌 号 化学成分（质量分数）/%
Mn C S P Si Se Fe
不小于 不 大 于
DJMnD 99.8 0.03 0.04 0.002 0.01 0.08 0.03
注：锰含量由减量法减去产品中表列杂质含量总和得到，
即ω（Mn）=100-[ω（C+S+P+Si+Se+Fe）]（%）
2.1.1.3 工艺流程图
电解金属锰的生产工艺流程详见图2－1。
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滤 渣
阴极板
干 燥
包 装 剥 离
入库待售
电解金属锰
（99.8%） 钝 化
清 洗 阴极板
清 理
抛 光
重复利用 合格液池
电 解 阳极液池
综合利用 渣 场 三次压滤添加剂 废水处理池 下层液 硫 化
二次压滤静 置 浸出、氧化、中和
一次压滤 硫化剂 制酸 硫磺
碳酸锰矿粉 硫酸 氨水 氧化剂或空气 二氧化锰矿
还原焙烧 .
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图2-1 金属锰生产工艺流程图
2.1.1.4 主要生产技术指标
项目主要生产技术指标见表2－2。
表2-2 项目主要技术指标表
序号 指标名称 单位 数量
一 性能保证指标
总锰回收率（碳酸锰） % 83
总锰回收率（二氧化锰） % 80
可溶锰（二价锰）总回收率 % 85
二 主要技术指标
1 滤渣含水 % ＜25以下（取决于压滤机）
2 产品合格率 % 99.7
3 电流效率 % 65～70
4 阴极板电流密度 A/m2 320～380
5 槽电压 V 4.2～4.6
6 电解合格液Mn含量 g/L 35～40
7 阳极液Mn含量 g/L 12～15
三 工作制度
1 年工作天数 d 330
2 天工作班数 班 三
3 班工作时数 h 8
第三章 工艺流程简述
3.1工艺流程系统划分
1） 原料储存和制备系统； .
. 2） 浸出系统（矿浆、浸出、氧化、中和）；
3） 压滤系统（固与液分离、硫化、静置、合格液池）；
4） 电解系统（控制槽Mn+2含量，温度，pH值，电流，阴、阳极板导电）
5） 产品处理系统（电解24小时后取锰板、换新板、钝化、冲洗、烘干、剥离、包装、入库）；
6） 电解预处理系统（处理不合格阴或阳极板，隔膜布，清槽）；
3.2原料储存和制备系统
3.2.1 碳酸锰（MnCO3）和二氧化锰（MnO2）
分别设计有MnCO3和MnO2矿，二个月的露天晾晒堆场，一个月封闭式库房。温暖季节通过自然干燥，使水分降至5%以下，雨、冬季节根据气象条件、下雨、下雪时用防渗膜盖住，有晴天出现时，尽快打开晾晒，移存入库。
3.2.2 硫酸（H2SO4）
硫酸（H2SO4）储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计一个，存量2000吨，4天使用量，硫酸的含量≥98%。
3.2.3 氨水
氨水储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计两个，每个2000吨，共计4000吨，8天使用量，浓度为5%-10%。 .
. 氨水的制备利用两种换热器。各换热器均由不锈钢材质的盘管组成，将液氨气化和氨水制备放在同一台设备中，液氨经过进入吸收器与水混合充分吸收，并放出热量，进入盘管冷却器进行降温。通过液氨和水的流量调节氨水的浓度为5%-10%，制备好的氨水，经检测合格后，送入氨水储罐。
3.2.4 化工用品
SDD、SeO2、水玻璃、磷酸、钝化剂、硫酸铵、硫化钡、硫化铵、固体硫磺等化工用品，分别按不同化学性质类别的安全规范储存要求，储存在化工用品仓库，仓库设置有通风、防火、防腐、防渗、防爆等装置和危化品标识。
3.2.5 主要原料和辅助原料消耗表
表3-1 主要原料和辅助原料消耗表
名称 含量 用量 时间 吨产品单耗 吨产品年耗
MnCO3（碳酸锰粉） Mn≥27% 77625吨 90天 4.6吨 284625吨
MnO2（二氧化锰） Mn≥35% 20250吨 90天 3.6吨 74250吨
H2SO4（硫酸） ≥98% 2000吨 4天 2吨（平均值） 160000吨 .
. NH3·H20（氨水） 5%-10% 4000m3 8天 100kg（氨） 8000吨
SDD（福美钠） ≥95% 75吨 30天 10kg 800吨
SeO2（二氧化硒） ≥98% 15吨 30天 2kg 160吨
（水玻璃） （工业级） 15吨 30天 2kg 160吨
（磷酸） （工业级） 15吨 30天 2kg 160吨
无铬钝化剂 （工业级） 15吨 30天 待定
(NH3)2SO4（硫酸铵） （工业级） 待用 待定
（硫化铵） （工业级） 待用 待定
（硫化钡） （工业级） 待用 待定
固体硫磺 （S≥96%） 17100吨 90天 0.32吨 62700吨
3.2.6 原料制备系统（二氧化锰、碳酸锰、硫磺制酸）
3.2.6.1 二氧化锰（MnO2）制备成一氧化锰（MnO）。
首先，得把外运入库的含Mn≥35%、粒度≤10mm、水份≥5%
