锰矿生产工艺及其节能技术

第1章 电解锰的工艺选择和论证目前，世界上金属锰生产以电解法为主，该法获得高品位的金属锰ω(Mn )﹥99.7%，可使用的锰矿石类型和品位较广，原料可采用碳酸锰矿，二氧化锰矿以及高炉冶炼的富锰渣等。

电解法生产金属锰，锰的标准电位为-1.18V ，氢的标准电位为0V ，从热力学的观点来看，在阴极上应该析出的是氢而不是锰，但在实际生产中是怎样保证锰的优先析出呢？这就需要我们了解锰的电积过程和由此确定的工艺及参数了。

1.1 硫酸锰溶液的电积过程1.1.1 阴极反应在锰电积的阴极区存在有Mn 2+、H +、微量杂质金属离子Men+，通直流电时，在阴极的主要反应有：Mn 2++2e=Mn f Mn 2+/Mn =-1.1795+0.0951㏒[Mn 2+]-ηMn2H ++2e=H 2(g) f H /H 2= -0.0591PH -ηH 2 基于锰电解生产中均采用MnSO 4—[NH 4]2SO 4—H 2O 系电解液，在电积过程中，会有伴随极化现象而产生的超电压，使电积顺序发生逆转。

在MnSO 4溶液中加入氨水及(NH 4)2SO 4后，根据溶液的电荷平衡可知：[Mn 2+]=23231][][1NH NH A ββ++ [H +]=][1]}[1{][132323NH K K NH K B NH K B w +++++ 注：β1，β2分别为Mn(NH 3)2+和Mn(NH 3)22+配合物的生成常数，分别是6.30，20。

K 为NH 4+的生成常数，为1.8×109，K w 为水解离常数，为10-14。

[MnSO 4]=A ，[(NH 4)2SO 4]=B 。

绘制出Mn —NH 3—SO 42-—H 2O 系f —pH 图。

见图1.1。

由图分析可知： ⑴ 在MnSO 4—[NH4]2SO 4—H 2O 系溶液液中添加氨可增大溶液的稳定性，及Mn 2+的水解pH 增大，金属锰的电势变负；⑵ 添加氨溶液pH 增加氢电极电势f H /H 2比金属锰f Mn 2+/Mn 下降程度大得多，即电势差增加，有利于Mn 的优先还原析出；⑶ 氨的增加是有限度的，对于[MnSO 4]= [(NH 4)2SO 4]=1mol/L 的溶液，[NH 3]加入等于0.4089mol/L 。

电解金属锰工艺清洁生产一、前言电解金属锰是一种非常重要的化工原料，广泛应用于钢铁、有色金属、化工、医药、食品和科研等方面。

我国于1956年建成第一条生产线。

2004年我国电解锰的产量达到49.4万t，成为全球最大的电解锰生产国、出口国和消费大国。

清洁生产是指通过精益求精设计、采用先进的工艺技术与设备、使用清洁的能源和原料、改善管理、综合利用等措施，达到“节能、降耗、减污、增效”的目的。

清洁生产是实现环境保护战略由“末端”控制转向污染全过程控制的必由之路，也是落实科学发展观，引导企业走新型工业化道路的重要途径。

电解锰作为一个高污染、高能耗的行业，实施清洁生产尤为重要。

本文以国内电解锰龙头企业中信大锰矿业有限责任公司大新分公司的生产工艺为例，对电解锰行业清洁生产进行了分析。

二、研究实例该公司电解锰的主要原料是碳酸锰粉、浓硫酸、二氧化锰粉与液氨，辅助添加剂为福美钠与二氧化硒。

通过对电解锰技术的不断钻研与改进，目前采用的工艺流程见图1。

工艺说明：电解槽阳极液与98%浓硫酸依次通入化合槽中，用投料车加入碳酸锰粉，反应接近终点时（通过余硫酸检测指示，8～9g∕L），加入一氧化锰（由二氧化锰还原焙烧制备），反应接近终点时(余酸2～3g∕L)投入二氧化锰（阳极泥）氧化低价铁，加入液氨调节pH值至3.8～4.2使铁以Fe(OH)3的形式析出，以上步骤均在化合槽中进行。

然后将浸出液送至压滤车间，经板框压滤机压滤，滤液进入沉淀池。

加入福美钠(C3H6NS2Na·2H2O)使滤液中的Co、Ni等重金属以螯合物的形式析出，试纸检测无重金属后，经板框压滤得到精滤液。

精滤液温度一般在80℃左右，而电解的适宜温度在38℃～42℃之间，需要降温处理。

在静置池中自然降温，电解时锰析出时容易被氧化，需先在静置池加入二氧化硒2～3kg/t产品作为抗氧化剂，静置调整过程一般为24h，得到合格的电解液。

然后将合格液送人电解槽电解，电解槽阴极板析出纯度在99. 9%的金属锰片，经钝化、洗涤、烘干、剥离后即得到产品。

矿山企业节能新技术新经验矿山企业是我国经济的重要支柱，但由于传统矿山开采方式的能源消耗大、环境污染严重等问题，迫切需要采用新技术和新经验来实现矿山企业的节能减排。

本文将介绍几种矿山企业节能的新技术和新经验。

一、矿山企业节能新技术1. 智能化设备应用随着信息技术的快速发展，智能化设备在矿山企业中的应用越来越广泛。

例如，智能化矿山车辆可以实现自动巡航和精准定位，避免无效行驶，提高运输效率。

智能化矿石选矿设备可以根据矿石特性进行智能筛分，减少能源和物料的浪费。

智能化监控系统可以实时监测设备运行状态，提前发现故障，减少停机维修时间。

智能化设备的应用不仅提高了生产效率，还实现了矿山企业的节能减排。

2. 循环利用技术传统矿山企业在矿石开采过程中会产生大量的废弃物和废水，这些废弃物和废水的处理和处置成为了一大难题。

循环利用技术的应用可以将废弃物和废水转化为资源，实现资源的最大化利用。

例如，利用废弃矿石进行再生利用，可以减少对原始矿石的开采，降低能源消耗。

利用废水中的重金属和有价元素进行回收，可以减少对环境的污染。

3. 高效节能设备的应用高效节能设备的应用是实现矿山企业节能的重要途径之一。

例如，采用高效节能的矿山钻机可以减少钻探过程中的能源消耗。

采用高效节能的矿山破碎设备可以降低破碎能耗。

采用高效节能的输送设备可以减少能源浪费。

高效节能设备的应用可以在保证生产效率的同时，降低能源消耗，实现矿山企业的节能减排。

二、矿山企业节能新经验1. 能源管理系统的建立建立能源管理系统是矿山企业实现节能减排的重要经验之一。

通过对能源的计量、监控和分析，可以精确了解能源的使用情况，找出能源消耗的问题所在，制定相应的改进措施。

同时，通过设定能源消耗的指标和目标，可以对能源的使用进行有效管理和控制，实现矿山企业的节能减排。

2. 员工培训和意识提升员工是矿山企业的重要资源，他们的意识和行为对节能减排起着关键作用。

因此，矿山企业应加强员工的培训，提升员工的节能意识。

提高锰回收率的选矿工艺研究和应用试验报告提高锰回收率的选矿工艺研究和应用试验报告一、选矿工艺研究1、选矿工艺原理锰矿开采和选矿生产常用的主要方法有磁选、选重、重浮选、浮选、化学法等。

其中，化学法属于化学还原法、碱熔还原法、溶出法、化学浸出法、低温炭化法、微生物氧化还原法等。

目前优质锰矿的生产大多采用化学法选别，而非机械选别。

2、选矿工艺流程锰矿采用化学浸出式选矿工艺，其具体的生产工艺流程为：将锰矿破碎、筛分后送入浸出罐，浸出罐内充入硫酸等浸出剂和空气，通过机械搅拌和自然对流作用使矿石浸出，再通过过滤、水洗、干燥等工序获得浸出液中的锰盐，在进行还原和精制过程之后得到锰金属。

3、选矿工艺调整针对锰矿选矿工艺中存在的回收率低、耗能大、污染严重等问题，我们结合实际生产情况，对工艺流程进行了调整。

在浸出时间、浸出剂使用量、机械搅拌强度、溶液PH值等因素的控制方面进行优化，最终实现了矿石经过化学浸出后，锰回收率从原来的60%左右提高到了80%以上，能源消耗也大幅降低，同时污染排放也得到有效地控制。

二、应用试验报告为验证选矿工艺调整的效果，我们在实际生产中进行了应用试验。

试验的主要内容包括矿石的选别、浸出液处理、还原与精制、锰盐产物的干燥等环节。

试验完成后，我们对试验结果进行了统计和分析。

1、矿石的选别试验中，我们使用了工厂原料库中的锰矿进行实验。

经过试验表明，该矿物在合适的工艺条件下可得到较高的锰回收率。

2、浸出液处理在浸出液处理方面，我们采用了过滤和洗涤的方法，将浸出液中的杂质分离出去，最终得到了较为纯净的锰盐溶液。

3、还原与精制在还原与精制的过程中，我们采用了电解和熔炼两种不同的工艺，采取不同的还原剂和熔剂，获得了不同的产物。

其中，熔融法更加环保，能够有效降低污染，得到了良好的效果。

4、锰盐产物的干燥最后，我们对锰盐产物进行了干燥处理，得到了纯度高、质量优的锰盐。

综上所述，通过对锰矿选矿工艺流程进行优化和调整，我们成功提高了锰回收率，降低了耗能和污染排放。

锰行业介绍1、元素性质2、用途3、市场分析4、锰矿资源及类型5、锰矿产品与经济技术指标6、电解锰生产成本分析7、锰冶炼技术锰行业查询1、元素性质锰是一种银白色金属，质坚而脆，密度7.44克/立方厘米，熔点1244℃，沸点1962℃。

锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。

在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。

锰在空气中非常容易氧化，在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。

2、用途锰最重要的用途就是制造合金-锰钢。

锰钢的脾气十分古怪而有趣，如果在钢中加入2.5—3.5%的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。

然而，如果加入13%以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。

高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。

另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。

现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁锰锰轨、桥梁等。

3、市场分析(1)2011年行业产能情况中国是全球最大金属锰生产国，去年年产能达220万吨，而仅有140万吨的实际产量。

由于近年国内盲目上马的电解锰项目使目前我国电解锰产能已明显过剩。

加上2011年准备建或者正在建的40-50万吨的产能，2011年我国电解锰生产总产能将在250万吨左右。

今年在建或已建成的电解锰项目有：益阳安化年产3万吨和新疆德正矿业年产8万吨等项目。

但是，按照《国家清洁生产标准》完成节能降耗的任务要严格淘汰落后产能，控制电解锰生产的总产能为200-220万吨。

另外，由于碳酸锰矿供应日趋紧缺，预计未来3-5年内，国内电解锰产能将缩减50-70万吨。

目前，中国90%以上的电解锰冶炼厂用碳酸锰作为主要原材料。

在这种情况下，如果找不到新产品代替，未来三至五年内，中国可能损失50-70万吨电解锰的年产量。