电解锰生产工艺流程简述

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1、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

2、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

3、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%)；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/m，槽电压为4.24.6V，每吨锰直流电耗W6500kWh；(3) 项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰

4、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/T0512003；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

5、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

6、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

7、/T051-2003)，生产Mn99.8 的电解金属锰，其化学成分参见表21。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)/%MnCSPSiSeFe不小于不大于DJM nD99.80.030.040.0020.010.080.03注：锰含量由减量法减去产品中表列杂质含量总和得到， 即(Mn) =100-(C+S+P+Si+Se+Fe) (%)2.1.1.3电解金属锰的生产工艺流程详见图 21电解金属锰(99.8%)图 2-1 金属锰生产工艺流程图2.1.1.3 主要生产技术指标项目主要生产技术指标见表22。表 2-2 项目主要技术指标表序号指标名称单位数量性能保证指标总锰回收

8、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%99.73电流效率%65704阴极板电流密度A/m2320-3805槽电压V4.24.66电解合格液Mn含量g/L35407阳极液Mn含量g/L1215三工作制度1年工作天数d3302天工作班数班三3班工作时数h8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

9、（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321碳酸锰（MnCO ）和二氧化锰（MnO ）32分别设计有 MnCO 和 MnO 矿，二个月的露天晾晒堆场，一个 32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。322硫酸（H2SO4）硫酸（H SO ）储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、 24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，

10、4天使用量，硫酸的含量M98%。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、硫酸钱、硫化领、硫化钱、 固体硫磺等

11、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 B 用量时间吨产品单耗吨产品年耗MnCO3 （碳酸猛 粉）MnM27%77625 吨90天4.6吨284625吨MnO （一氧化猛）MnM35%20250 吨90天3.6吨74250吨HSO （硫酸）24M98%2000 吨4天2吨（平均值）160000吨NH H0 （氨水）5%-10%4000m38天100kg (氨)8000 吨SDD （福美钠）M95%75吨30天10kg800

12、吨SeO （二氧化硒）M98%15吨30天2 kg160吨（水玻璃）（工业级）15吨30天2 kg160吨（磷酸）（工业级）15吨30天2 kg160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(SM96%)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）3261二氧化锰（MnO2）制备成-氧化锰（MnO）。首先，得把外运入库的含MnM35%、粒度W10mm、水份三5% 以上的二氧化锰矿，用装载机送入料仓，再经皮带计量称，定量送至 天然气

13、加热的圆筒烘干机烘干，使水份W5%以下，与含固定碳$70% 的还原煤（添加量 15-20%）混合均匀，送进多管竖式焙烧炉进行还 原还原温度控制在750-850C。之间，还原率可达到$95%以上，经 冷却降温至50C以下入库。烘干、焙烧二氧化锰量为225吨/日，74250 吨/a。制备原理为：MnO2 + C加热850弋 MnO + CO TMnO2 + CO 加热850弋 MnO + CO? T在还原的同时：Fe、Co、Ni、Zn、Cu等氧化物也被还原，给下 道工序氧化除铁及硫化除重金属，使用的二氧化锰粉和 SDD 原料量 相应增加，但该工艺设计比传统的反射炉、微波炉、沸腾炉、回转窑 等方法，

14、技术要先进（属自主创新），环保要清洁，还原率高，操作 简单可控，投资少，运营成本低，在国内已广泛应用于大工业生产。3262碳酸锰粉（MnCO3）制备首先把外运入库的含Mn$27%、水份5%以上、粒度W30mm 以下的碳酸锰精矿。根据当时当地的气象条件，采用晾晒或天然气加 热的圆筒烘干机烘干方法，使水分控制在W5%以下入仓，开始磨粉。3.2.6.3 制粉氧化锰（MnO）和碳酸锰粉（MnCO3）磨粉利用装载机从料 场送入至料仓，再通过电子秤喂料给单传动辊压磨机处理后（生产能 力为100-120吨/a）,物料经过提升机提升到V选，然后，由旋风机 将细粉抽入动态选粉机。通过旋风机收尘和袋式收尘器，把合格的产 品送入料仓（100目过筛、$95%过筛率），粗粉返回到稳