專利名稱：一種降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法
技術領域：
本發明涉及降低電解錳陽極液中的鎂離子濃度，以實現電解錳陽極液循環利用的 方法。
背景技術：
電解錳生產的最基本步驟包括用硫酸溶液作為浸取液來浸取前期加工好的碳酸 錳礦粉以得硫酸錳溶液，再經過一些必要步驟之后制備成電解錳合格液，然后對電解錳合 格液進行電解。要電解錳不斷地附集在陰極板上，在電解過程中就要不斷地補充電解錳合 格液，這樣，電解后的電解液也需不斷地從陽極室引出，這種引出液就稱為電解錳陽極液。 由于電解錳陽極液含硫酸等可循環使用的成份，所以，電解錳陽極液總是要在經過必要處 理之后，循環地作為浸取液以替代部分硫酸(陰極板上附集了足夠量電解錳后的后期處 理，本案不述)。然而，由于在碳酸錳礦中的主要雜質之一——鎂，在電解錳陽極液中很難將 其分離出來，在循環利用電解錳陽極液的情況下，就造成了浸取液中硫酸鎂含量逐漸增高， 在生產過程中會與浸取液中的硫酸錳、硫酸銨生成混晶，嚴重的會堵塞生產輸送管道，影響 正常生產；同時，還造成了錳、銨等有效成分的損失增大，電解錳的純度也會降低。因此，近 幾年許多研究都對如何從這類浸取液中分離出硫酸鎂(以去除鎂離子)進行了探討，例如， 曾經有用氟化銨來去除這類浸取液中鎂離子的。然而，隨著這類浸取液循環次數的增多，氟 化銨的投加量也將逐漸增加，從而在溶液中又引入了大量的銨離子，就不得不增加一項去 除銨離子的工序。為克服這一缺陷，有人用氟化錳來替代氟化銨，不但減少了除銨離子的工 序，且去除這類浸取液中鎂離子的效果的確比用氟化銨好。但是，該方法不但工序復雜，而 且因企業需增加設備投入等原因，其生產成本也要大大增加。兩種方法的共同不足還在于， 隨著循環次數的增多，這類浸取液中的殘余氟離子含量將明顯上升，而氟離子對陰極板有 較強的腐蝕作用，造成陰極板的壽命縮短。因此，以氟化銨或氟化錳為主要原料來去除這類 浸取液中鎂離子的方法，對于中小型電解錳生產企業來講，均并不是適度、經濟的方法。

發明內容
本發明的目的是，提供一種滿足中小型電解錳生產企業的去除量要求、經濟適用 的降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法。實現所述目的之技術方案是這樣一種降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法，與現 有技術相同的方面是，它包括在電解錳陽極液中混合氟化銨。其改進之處是，該方法還要在 電解錳陽極液中混合碳酸銨和硫酸鋁，其步驟如下①首先向所述電解錳陽極液中加入碳酸銨固體，并充分攪拌；其中，以電解錳陽極 液中鎂離子的濃度為26g/L為準，該碳酸銨固體的加入量與該混合溶液中的鎂離子含量的 質量比為30 50 26,該混合溶液的pH值控制在4 6之間，攪拌時間不少于1. 5小時；②然后加入氟化銨固體，并充分攪拌；該氟化銨固體的加入量與該混合溶液中的 鎂離子含量的質量比為5 26，攪拌時間為0.5 1小時；
③再加入硫酸鋁固體，并充分攪拌；該硫酸鋁固體的加入量與該混合溶液中的鎂 離子含量的質量比為5 26，攪拌時間不少于0.5小時；④最后，通過沉降、過濾，得到可循環利用的浸取液。從方案中可以看出，本發明不僅在混合氟化銨固體之前，首先在電解錳陽極液中 混合了碳酸銨固體，而且，碳酸銨固體的用量為后混合的氟化銨固體和硫酸鋁固體的6 10倍，也即本發明是以碳酸銨固體為主要原料來去除電解錳陽極液中鎂離子的。與現有技 術相比較，由于碳酸銨固體價格低廉，使得本發明可以在低成本條件下運作，即尤其適用于 中小型電解錳生產企業。本領域技術人員清楚，電解錳生產工藝雖然并非絕對一樣，但其電 解錳陽極液中的鎂離子均以硫酸鎂的形態存在。鎂離子在電解錳陽極液中的濃度雖然也有 差別，但大多差別不大；特別是在每次循環利用電解錳陽極液之前均要去除其鎂離子的情 況下，新產生電解錳陽極液中的鎂離子濃度，基本上可以控制在一個變化極小的范圍內。故 本發明以26g/L為準來進行計算各去除鎂離子的原料。在首先混合了碳酸銨固體之后，在 其混合溶液中最終將產生不溶于水的碳酸鎂沉淀；然后加入比現有技術少得多的少量氟化 銨固體，能夠借其中氟離子的電負性極強之特性，與碳酸鎂等含鎂化合物形成很穩定的配 合物，這樣就避免了在之后加入硫酸鋁后因溶液PH值的降低而造成含鎂沉淀物被溶解。加 入硫酸鋁固體的目的在于，它能與硫酸銨在酸性條件下生成硫酸鋁銨沉淀，此反應能快速 進行，且沉淀易于分離，這樣一來，不但降低了浸取液中的銨離子濃度，而且對于去除鎂離 子也有一定輔助作用。簡言之，本發明具有不需另外增加設備投入，原料價格低廉，鎂離子的去除量(或 去除率)能夠滿足循環利用電解錳陽極液的要求，是尤其適合于中小型電解錳生產企業的 降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法。下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的說明。
具體實施例方式一種降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法，它包括在電解錳陽極液中混合氟化 銨。在本發明方法中，還要在電解錳陽極液中混合碳酸銨和硫酸鋁，其步驟如下①首先向所述電解錳陽極液中加入碳酸銨((NH4)2CO3)固體，并充分攪拌；其中， 以電解錳陽極液中鎂離子(Mg2+)的濃度為準，該碳酸銨固體的加入量與該混合溶 液中的鎂離子含量的質量比為30 50 26，該混合溶液的pH值控制在4 6之間，攪拌 時間不少于1. 5小時；②然后加入氟化銨(NH4F)固體，并充分攪拌；該氟化銨固體的加入量與該混合溶 液中的鎂離子含量的質量比為5 26，攪拌時間為0.5 1小時；③再加入硫酸鋁(Al2(SO4)3)固體，并充分攪拌；該硫酸鋁固體的加入量與該混合 溶液中的鎂離子含量的質量比為5 26，攪拌時間不少于0.5小時；④最后，通過沉降、過濾，得到可循環利用的浸取液。過濾時，可使用適量的絮凝劑 以輔助加快固液分離(例如在每升混合液中加入5. 5mg聚丙烯酰胺)。進一步講，在步驟①中，所述該碳酸銨固體的加入量與該混合溶液中的鎂離子含 量的質量比為38 45 26。本領域技術人員清楚，在電解錳陽極液還有少量剩余的錳離 子，僅因被處理后能夠循環使用而不必花過多的費用來把其完全電解出來。而用氟化銨等原料來去除電解錳陽極液中的鎂離子時，其內剩余的錳離子也多少有點損失。在碳酸銨固 體的加入量與該混合溶液中的鎂離子含量的質量比為38 45 沈時，其電解錳陽極液中 鎂離子的去除量即能夠滿足循環利用的要求，錳離子的損失也更少。本發明已經進行過中試的對比驗證。其去除鎂離子的步驟與具體實施方式
的相 同，各例中鎂離子在電解錳陽極液中的濃度均為26g/L。驗證采用文獻《二氧化錳沉淀分離 EDTA滴定法測定電解錳生產中鎂含量》中的方法測定、計算鎂離子(Mg2+)的去除率，采用 GB/T1506-2002中硫酸亞鐵銨滴定法測定錳離子的濃度、計算錳離子(Mn2+)損失率。對比 驗證結果見下表
權利要求
1.一種降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法，它包括在電解錳陽極液中混合氟化銨， 其特征在于，該方法還要在電解錳陽極液中混合碳酸銨和硫酸鋁，其步驟如下①首先向所述電解錳陽極液中加入碳酸銨固體，并充分攪拌；其中，以電解錳陽極液中 鎂離子的濃度為26g/L為準，該碳酸銨固體的加入量與該混合溶液中的鎂離子含量的質量 比為30 50 26，該混合溶液的pH值控制在4 6之間，攪拌時間不少于1. 5小時；②然后加入氟化銨固體，并充分攪拌；該氟化銨固體的加入量與該混合溶液中的鎂離 子含量的質量比為5 26，攪拌時間為0.5 1小時；③再加入硫酸鋁固體，并充分攪拌；該硫酸鋁固體的加入量與該混合溶液中的鎂離子 含量的質量比為5 26，攪拌時間不少于0.5小時；④最后，通過沉降、過濾，得到可循環利用的浸取液。
2.根據權利要求1所述降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法，其特征在于，在步驟① 中，所述該碳酸銨固體的加入量與該混合溶液中的鎂離子含量的質量比為38 45 26。
全文摘要
一種降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法，它包括首先向電解錳陽極液中加入碳酸銨固體，并充分攪拌；然后加入少量氟化銨固體，并充分攪拌；再加入少量硫酸鋁固體，并充分攪拌；最后，通過沉降、過濾，得可循環利用的浸取液的步驟。本發明去除電解錳陽極液中鎂離子是以碳酸銨固體為主要原料，故具有不需另外增加設備投入，原料價格低廉，鎂離子的去除率能夠滿足循環利用電解錳陽極液的要求，是尤其適合于中小型電解錳生產企業的降低電解錳陽極液鎂離子濃度的方法。
文檔編號C25C1/10GK102061486SQ201010503168
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者劉仁龍, 劉作華, 周小霞, 孫大貴, 孫思, 左趙宏, 杜軍, 范興, 陶長元 申請人:重慶大學