電解金屬錳是用錳礦石經(jīng)酸浸出獲得錳鹽,再送電解槽電解析出的單質(zhì)金屬。外觀似鐵,呈不規(guī)則片狀,質(zhì)堅(jiān)而脆,一面光亮,另一面粗糙,為銀白色到褐色,加工為粉末后呈銀灰色;在空氣中易氧化,遇稀酸時(shí)溶解并置換出氫,在略高于室溫時(shí),可分解水而放出氫氣。錳及錳合金是鋼鐵工業(yè)、鋁合金工業(yè)、磁性材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等不可缺少的重要原料之一。在我國(guó)的電解錳產(chǎn)業(yè)中,湖南、貴州、重慶交界的錳三角是當(dāng)仁不讓的集中地。廣西的礦石供應(yīng)豐富,大新的儲(chǔ)量有一億噸,夠幾十年使用。錳是冶煉工業(yè)中不可缺少的添加劑,電解錳加工成粉狀后是生產(chǎn)四氧化三錳的主要原料,電子工業(yè)廣泛使用的磁性材料原件是用四氧化三錳生產(chǎn)的,電子工業(yè)、冶金工業(yè)和航空航天工業(yè)都需要電解金屬錳。電解金屬錳由于它的高純度、低雜質(zhì)特點(diǎn),現(xiàn)已成功而廣泛地運(yùn)用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生、電焊條業(yè)、航天工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。電解錳的加工工藝中,其中有先將菱錳礦進(jìn)行粗碎、中碎、再經(jīng)過出料倉(cāng)進(jìn)入磨粉機(jī)的主機(jī)粉磨,旋風(fēng)分離。錳礦石經(jīng)過加工后,在進(jìn)行點(diǎn)解分離出錳。生產(chǎn)錳礦粉的主要設(shè)備是,其工作原理是將大塊狀原材料破碎到所需的進(jìn)料粒度后,由斗式提升機(jī)。
有機(jī)溶媒法金屬錳分為火法還原生產(chǎn)的金屬錳和濕法電積生產(chǎn)的電解金屬錳?;鸱ń饘馘i為塊狀,難粉碎;濕法電解金屬錳為片狀,易粉碎,且純度高。同時(shí),金屬錳粉生產(chǎn)規(guī)模一般較大,而金屬錳粉的附加值不高,這些因素決定了采用機(jī)械粉碎法適合于生產(chǎn)金屬錳粉,且所用原料為電解金屬錳。工業(yè)應(yīng)用的方法主要有:球磨法、超細(xì)粉碎法、對(duì)輥破碎法、立磨粉碎法等。機(jī)械粉碎法的基本原理是利用錳片的脆性通過剪切、沖擊、彎曲、擠壓、研磨等將錳片粉碎成錳粉。一、球磨法生產(chǎn)金屬錳粉1.金屬錳粉生產(chǎn)工藝流程是古老的研磨機(jī),目前仍廣泛應(yīng)用于化工原料、陶瓷原料、涂料等超細(xì)粉末的制備。球磨機(jī)的特點(diǎn)是粉碎比大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,機(jī)械可靠性強(qiáng),磨損零件容易檢查和更換,工藝成熟,可標(biāo)準(zhǔn)化,可適應(yīng)不同情況下的操作,如粉碎與干燥、粉碎與混合同時(shí)進(jìn)行等,既可用于干法粉碎,又可進(jìn)行濕式粉碎。但是,球磨機(jī)的粉碎效率低,單位產(chǎn)量的能耗較高,不能連續(xù)化作業(yè),研磨介質(zhì)容易磨損,而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大。球磨法制錳粉的原理是當(dāng)球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),研磨介質(zhì)與物料一起在離心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度后,由于重力作用而脫離筒壁沿拋物線軌跡下落,然后,它們又被提升到一定高度,再又沿。
下面是電解錳的工藝過程:碳酸錳礦是直接利用硫酸與碳酸錳化合反應(yīng)制取硫酸錳溶液,再通過中和、凈化、過濾等一系列工藝制備為電解液,經(jīng)加入添加劑如二氧化硒、亞硫酸銨等即可進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解;利用二氧化錳生產(chǎn)電解錳的工藝與用碳酸錳生產(chǎn)工藝有所差別,主要是二氧化錳在一般條件下不與硫酸反應(yīng),必須經(jīng)處理為二價(jià)錳后再與硫酸反應(yīng)制備硫酸錳溶液,其處理方法一般為焙燒法,是將二氧化錳與還原性物質(zhì)(一般為煤炭)共同混合后密閉加熱,在一定溫度下C將四價(jià)錳還原為二價(jià)錳,粉碎后與硫酸反應(yīng),這種方法稱為焙燒法;另一種方法是稱為兩礦法的,即是用二氧化錳礦粉和硫鐵礦在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制備硫酸錳。不過這兩種方法由于成本較高,業(yè)內(nèi)基本不與采用,其中,焙燒法較之于兩礦法更為普遍,但由于很多的焙燒生產(chǎn)廠使用的焙燒爐是簡(jiǎn)單易制但能耗較高污染較大的反射爐,前幾年,國(guó)家發(fā)改委已明令取締反射爐用于生產(chǎn)電解錳生產(chǎn)工藝。下面是廢渣的處理方法:電解錳渣為含CaSO4·2H2O較高的工業(yè)廢料,如果加以利用,將獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。將錳渣分別進(jìn)行105℃低溫烘干和300℃高溫鍛燒處理,然后替代石膏配制水泥試驗(yàn)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方。
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