1.本發(fā)明涉及冶金工程領(lǐng)域，具體涉及一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝及設(shè)備。

背景技術(shù)：

2.目前生產(chǎn)錳和二氧化錳方法主要有化學(xué)法和電解法.電解法因具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作安全、產(chǎn)品較純凈等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用.而電解法制備錳或二氧化錳主要是以硫酸錳或氯化錳為電解液體系。由于電解錳加工的工藝特點(diǎn)，使得在制合格電解液的過程中，礦石里的鈣、鎂同時(shí)溶入液相之中，使硫酸銨的溶解度急劇下降，使系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生硫酸銨、硫酸鎂和硫酸錳的復(fù)鹽，復(fù)鹽的飽和度逐漸增加從而形成結(jié)晶體，在后續(xù)電解的各工序中不斷析出。

3.目前每生產(chǎn)一噸金屬錳約產(chǎn)生硫銨復(fù)鹽約1.2噸，年產(chǎn)生量達(dá)80萬噸，全部在渣場(chǎng)堆存，不僅浪費(fèi)資源，而且還給環(huán)境帶來風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重制約著企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，是企業(yè)亟待解決的大問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于提供一種從源頭遏制硫銨復(fù)鹽結(jié)晶，從而取消清理、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆存、處理等工序，同時(shí)使電解錳中性液凈化，穩(wěn)定電解錳生產(chǎn)工藝，提高電效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能得到鎂產(chǎn)品，降低電解錳生產(chǎn)成本的電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝及設(shè)備。

5.本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

6.本發(fā)明的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，包括以下步驟：

7.步驟1、備料，選用中和經(jīng)壓濾后的電解錳中性液作為原料；

8.步驟2、五級(jí)串聯(lián)離心萃取，原料通入五級(jí)串聯(lián)離心萃取機(jī)內(nèi)，通入萃取劑進(jìn)行萃取，分離出輕液與重液；

9.步驟3、重液儲(chǔ)存，步驟2中的重液儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br />
10.步驟4、輕液反萃，步驟2中的輕液通入反萃槽內(nèi)，然后加入反萃劑進(jìn)行反萃，生成再生萃取劑與萃余液；

11.步驟5、再生萃取劑返回步驟2，作為步驟2中的萃取劑使用；

12.步驟6、萃余液固液分離，分離出的固體為堿式碳酸鎂產(chǎn)品，液體為清液硫酸銨；

13.步驟7、固液分離后產(chǎn)生的清液硫酸銨與重液混合；

14.步驟8、生成除雜后電解錳中性液。

15.優(yōu)選地，上述步驟2中的萃取劑為二甲苯與甲基異丁酮；上述步驟4中的反萃劑為碳酸氫銨或氨水和二氧化碳。

16.優(yōu)選地，上述步驟2中的萃取過程如下：

17.鎂離子：

18.鈣離子：其中hr為萃取劑。

19.優(yōu)選地，上述步驟2中分離出的重液為硫酸銨錳液，錳含量為40g/l，硫酸銨含量為110g/l。

20.一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，包括五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)、反萃槽、臥式螺旋離心機(jī)和中性液池；其中：上述五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)包括五個(gè)離心萃取單元、連接管、萃取劑進(jìn)管、物料進(jìn)管、重液出管和輕液出管；五個(gè)上述離心萃取單元用連接管依次連通連接，位于一端的離心萃取單元上設(shè)置有萃取劑進(jìn)管和物料進(jìn)管，另一端的離心萃取單元上設(shè)置有重液出管和輕液出管；上述萃取劑進(jìn)管和輕液出管分別與反萃槽連接；上述重液出管與中性液池連接；上述反萃槽和中性液池分別與臥式螺旋離心機(jī)連接。

21.優(yōu)選地，上述反萃槽包括槽體、溢流板、反萃室、澄清室和攪拌裝置；上述槽體的內(nèi)部固定連接有溢流板，溢流板將槽體分隔為體積相同的反萃室與澄清室；上述溢流板的高度低于槽體的高度；上述攪拌裝置設(shè)置在反萃室的內(nèi)部；上述反萃室的側(cè)壁上設(shè)置有物料進(jìn)管用于通入反萃劑；上述萃取劑進(jìn)管插入澄清室內(nèi)部；上述輕液出管與反萃室連通固定連接；上述臥式螺旋離心機(jī)的進(jìn)料口通過管道與反萃室的底部連通連接，并在管道上設(shè)置有電磁閥。

22.優(yōu)選地，上述臥式螺旋離心機(jī)的液體出料口通過管道與中性液池連通固定連接，該管道上設(shè)置有硫酸銨提升泵，提升方向?yàn)閺呐P式螺旋離心機(jī)到中性液池；上述萃取劑進(jìn)管上設(shè)置有萃取劑提升泵，提升方向?yàn)閺姆摧筒鄣轿寮?jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)。

23.優(yōu)選地，上述攪拌裝置包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和葉片，電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸同軸固定連接，轉(zhuǎn)軸上固定連接有葉片。

24.本發(fā)明的有益效果在于：從源頭遏制硫銨復(fù)鹽結(jié)晶，從而取消清理、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆存、處理等工序，同時(shí)使電解錳中性液凈化，穩(wěn)定電解錳生產(chǎn)工藝，提高電效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能得到鎂產(chǎn)品，降低電解錳生產(chǎn)成本。

附圖說明

25.圖1：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖；

26.圖2：本發(fā)明五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

27.圖3：本發(fā)明反萃槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

28.圖4：本發(fā)明的工藝流程圖；

29.圖中：1-五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)、2-反萃槽、3-臥式螺旋離心機(jī)、4-中性液池、5-萃

取劑提升泵、6-硫酸銨提升泵、7-電磁閥、11-離心萃取單元、12-連接管、13-萃取劑進(jìn)管、14-物料進(jìn)管、15-重液出管、16-輕液出管、21-槽體、22-溢流板、23-反萃室、24-澄清室、25-攪拌裝置。

具體實(shí)施方式

30.下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

31.實(shí)施例：如圖1-4所示，一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，包括以下步驟：

32.步驟1、備料，選用中和經(jīng)壓濾后的電解錳中性液作為原料；

33.步驟2、五級(jí)串聯(lián)離心萃取，原料通入五級(jí)串聯(lián)離心萃取機(jī)內(nèi)，通入萃取劑進(jìn)行萃取，分離出輕液與重液；

34.步驟3、重液儲(chǔ)存，步驟2中的重液儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br />
35.步驟4、輕液反萃，步驟2中的輕液通入反萃槽內(nèi)，然后加入反萃劑進(jìn)行反萃，生成再生萃取劑與萃余液；

36.步驟5、再生萃取劑返回步驟2，作為步驟2中的萃取劑使用；

37.步驟6、萃余液固液分離，分離出的固體為堿式碳酸鎂產(chǎn)品，液體為清液硫酸銨；

38.步驟7、固液分離后產(chǎn)生的清液硫酸銨與重液混合；

39.步驟8、生成除雜后電解錳中性液。

40.上述步驟2中的萃取劑為二甲苯與甲基異丁酮；上述步驟4中的反萃劑為碳酸氫銨或氨水和二氧化碳；萃取過程如下：

41.鎂離子：

42.鈣離子：其中hr為萃取劑。

43.上述步驟2中分離出的重液為硫酸銨錳液，錳含量為40g/l，硫酸銨含量為110g/l。

44.一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，包括五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)1、反萃槽2、臥式螺旋離心機(jī)3和中性液池4；其中：上述五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)1包括五個(gè)離心萃取單元11、連接管12、萃取劑進(jìn)管13、物料進(jìn)管14、重液出管15和輕液出管16；五個(gè)上述離心萃取單元11用連接管12依次連通連接，位于一端的離心萃取單元11上設(shè)置有萃取劑進(jìn)管13和物料進(jìn)管14，另一端的離心萃取單元11上設(shè)置有重液出管15和輕液出管16；上述萃取劑進(jìn)管13和輕液出管16分別與反萃槽2連接；上述重液出管15與中性液池4連接；上述反萃槽2和中性液池4分別與臥式螺旋離心機(jī)3連接。

45.其中：上述反萃槽2包括槽體21、溢流板22、反萃室23、澄清室24和攪拌裝置25；上述槽體21的內(nèi)部固定連接有溢流板22，溢流板22將槽體21分隔為體積相同的反萃室23與澄清室24；上述溢流板22的高度低于槽體21的高度；上述攪拌裝置25設(shè)置在反萃室23的內(nèi)部；

上述反萃室23的側(cè)壁上設(shè)置有物料進(jìn)管用于通入反萃劑；上述萃取劑進(jìn)管13插入澄清室24內(nèi)部；上述輕液出管16與反萃室23連通固定連接；上述臥式螺旋離心機(jī)3的進(jìn)料口通過管道與反萃室23的底部連通連接，并在管道上設(shè)置有電磁閥7。

46.其中：上述臥式螺旋離心機(jī)3的液體出料口通過管道與中性液池4連通固定連接，該管道上設(shè)置有硫酸銨提升泵6，提升方向?yàn)閺呐P式螺旋離心機(jī)3到中性液池4；上述萃取劑進(jìn)管13上設(shè)置有萃取劑提升泵5，提升方向?yàn)閺姆摧筒?到五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)1；上述攪拌裝置25包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和葉片，電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸同軸固定連接，轉(zhuǎn)軸上固定連接有葉片。

47.工作時(shí)，原料采用中和經(jīng)壓濾的電解錳中性液，通入五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)1中，經(jīng)多級(jí)萃取，將原料分離成重液和輕液，重液為硫酸錳銨液，通入中性液池4；輕液為含鈣、鎂離子的有機(jī)相，即將鈣、鎂離子從原料中分離除雜出來；然后輕液進(jìn)入反萃槽2的反萃室23中，在攪拌裝置25的作用下充分與反萃劑混合，生成再生反萃劑與萃余液，再生反萃劑密度小于萃余液的密度，從溢流板22處流入澄清室24中，萃余液從反萃室23底部的管道通入臥式螺旋離心機(jī)3中進(jìn)行固液分離，固體即為堿式碳酸鎂產(chǎn)品；液體為清液硫酸銨，利用硫酸銨提升泵6通入中性液池4內(nèi)；中性液池4內(nèi)即為經(jīng)除雜后的電解錳中性液，鈣、鎂離子的含量較低，不影響硫酸銨的溶液度，大大減少后續(xù)電解過程中硫酸銨、硫酸鎂和硫酸錳復(fù)鹽的產(chǎn)生。

48.最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、備料，選用中和經(jīng)壓濾后的電解錳中性液作為原料；步驟2、五級(jí)串聯(lián)離心萃取，原料通入五級(jí)串聯(lián)離心萃取機(jī)內(nèi)，通入萃取劑進(jìn)行萃取，分離出輕液與重液；步驟3、重液儲(chǔ)存，步驟2中的重液儲(chǔ)存?zhèn)溆?；步驟4、輕液反萃，步驟2中的輕液通入反萃槽內(nèi)，然后加入反萃劑進(jìn)行反萃，生成再生萃取劑與萃余液；步驟5、再生萃取劑返回步驟2，作為步驟2中的萃取劑使用；步驟6、萃余液固液分離，分離出的固體為堿式碳酸鎂產(chǎn)品，液體為清液硫酸銨；步驟7、固液分離后產(chǎn)生的清液硫酸銨與重液混合；步驟8、生成除雜后電解錳中性液。2.如權(quán)利要求1所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，其特征在于：所述步驟2中的萃取劑為二甲苯與甲基異丁酮；所述步驟4中的反萃劑為碳酸氫銨或氨水和二氧化碳。3.如權(quán)利要求2所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，其特征在于：所述步驟2中的萃取過程如下：鎂離子：鈣離子：其中hr為萃取劑。4.如權(quán)利要求1所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，其特征在于：所述步驟2中分離出的重液為硫酸銨錳液，錳含量為40g/l，硫酸銨含量為110g/l。5.一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，包括五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)(1)、反萃槽(2)、臥式螺旋離心機(jī)(3)和中性液池(4)；其特征在于：所述五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)(1)包括五個(gè)離心萃取單元(11)、連接管(12)、萃取劑進(jìn)管(13)、物料進(jìn)管(14)、重液出管(15)和輕液出管(16)；五個(gè)所述離心萃取單元(11)用連接管(12)依次連通連接，位于一端的離心萃取單元(11)上設(shè)置有萃取劑進(jìn)管(13)和物料進(jìn)管(14)，另一端的離心萃取單元(11)上設(shè)置有重液出管(15)和輕液出管(16)；所述萃取劑進(jìn)管(13)和輕液出管(16)分別與反萃槽(2)連接；所述重液出管(15)與中性液池(4)連接；所述反萃槽(2)和中性液池(4)分別與臥式螺旋離心機(jī)(3)連接。6.如權(quán)利要求5所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，其特征在于：所述反萃槽(2)包括槽體(21)、溢流板(22)、反萃室(23)、澄清室(24)和攪拌裝置(25)；所述槽體(21)的內(nèi)部固定連接有溢流板(22)，溢流板(22)將槽體(21)分隔為體積相同的反萃室(23)與澄清室(24)；所述溢流板(22)的高度低于槽體(21)的高度；所述攪拌裝置(25)設(shè)置在反萃室

(23)的內(nèi)部；所述反萃室(23)的側(cè)壁上設(shè)置有物料進(jìn)管用于通入反萃劑；所述萃取劑進(jìn)管(13)插入澄清室(24)內(nèi)部；所述輕液出管(16)與反萃室(23)連通固定連接；所述臥式螺旋離心機(jī)(3)的進(jìn)料口通過管道與反萃室(23)的底部連通連接，并在管道上設(shè)置有電磁閥(7)。7.如權(quán)利要求6所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，其特征在于：所述臥式螺旋離心機(jī)(3)的液體出料口通過管道與中性液池(4)連通固定連接，該管道上設(shè)置有硫酸銨提升泵(6)，提升方向?yàn)閺呐P式螺旋離心機(jī)(3)到中性液池(4)；所述萃取劑進(jìn)管(13)上設(shè)置有萃取劑提升泵(5)，提升方向?yàn)閺姆摧筒?2)到五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)(1)。8.如權(quán)利要求6所述的一種電解錳中性液萃取除鎂凈化設(shè)備，其特征在于：所述攪拌裝置(25)包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和葉片，電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸同軸固定連接，轉(zhuǎn)軸上固定連接有葉片。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種電解錳中性液萃取除鎂凈化工藝，包括以下步驟：備料、五級(jí)串聯(lián)離心萃取、重液儲(chǔ)存、輕液反萃、再生萃取劑、萃余液固液分離，分離出的固體為堿式碳酸鎂產(chǎn)品，液體為清液硫酸銨、固液分離后產(chǎn)生的清液硫酸銨與重液混合、生成除雜后電解錳中性液。其中：五級(jí)串聯(lián)式離心萃取機(jī)上萃取劑進(jìn)管和輕液出管分別與反萃槽連接；重液出管與中性液池連接；反萃槽和中性液池分別與臥式螺旋離心機(jī)連接。有益效果：從源頭遏制硫銨復(fù)鹽結(jié)晶，從而取消清理、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆存、處理等工序，同時(shí)使電解錳中性液凈化，穩(wěn)定電解錳生產(chǎn)工藝，提高電效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又能得到鎂產(chǎn)品，降低電解錳生產(chǎn)成本。降低電解錳生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：賈天將 段鋒 宋正平 張志華 孫楊 劉寧

受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧夏天元錳材料研究院（有限公司）

技術(shù)研發(fā)日：2022.09.29

技術(shù)公布日：2022/12/29