权利要求
1.一种电解金属
锰的生产线，其特征在于：包括破碎磨粉装置、制液系统、电解系统、后处理系统和锰渣处理系统，所述制液系统包括化浆桶、化合桶、第一压滤机、硫化池、第二压滤机、净化槽、第三压滤机和高位槽，所述破碎磨粉装置与所述化浆桶连通，所述化浆桶出口与所述化合桶连通，所述化合桶与所述第一压滤机连通，所述第一压滤机的滤液出口与所述硫化池连通，所述硫化池与所述第二压滤机连通，所述第二压滤机的滤液出口与所述净化槽连通，所述净化槽与所述第三压滤机连通，所述第三压滤机的滤液出口与所述高位槽连通，所述高位槽与所述电解系统连通，经所述电解系统电解后的极板送入所述后处理系统进行处理，经所述电解系统电解后产生的阳极液通过回液管送入阳极液存储槽，所述阳极液存储槽的出液口与所述化浆桶连通，所述阳极液存储槽的出渣口与所述化合桶连通，所述第一压滤机、所述第二压滤机和所述第三压滤机的滤渣出口与所述锰渣处理系统连接。
2.如权利要求1所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述化合桶上连通有硫酸桶、氧化剂桶、氨水桶和酸雾引出管，所述酸雾引出管上依次串接有酸雾吸收塔、引风机和第一排烟筒，所述硫化池上连通有硫化药剂桶、所述净化槽上连通有硫酸
铝桶和活性炭桶，所述高位槽上连通有二氧化硒桶。
3.如权利要求2所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述后处理系统包括后处理一体机、阳极板冲洗机、泡板槽、阴极板冲洗机、
污水处理站和循环水池，所述泡板槽与所述回液管连通，所述阳极板冲洗机和所述阴极板冲洗机与所述污水处理站连通，所述循环水池与所述污水处理站连通，经所述电解系统电解后的阴极板送入所述后处理一体机进行处理后得到
电解锰产品，阳极板则送入所述阳极板冲洗机进行冲洗处理回用，经所述后处理一体机处理后的阴极板送入所述泡板槽进行浸泡处理后送到所述阴极板冲洗机进行冲洗处理回用。
4.如权利要求3所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述锰渣处理系统包括锰渣配料槽、焙烧窑装置、冷却装置、磨粉装置和磁选装置，所述锰渣配料槽与所述焙烧窑装置的进口连接，所述冷却装置的入口与所述焙烧窑装置的出口连接，所述冷却装置的出口与所述磨粉装置的入口连接，所述磁选装置的入口与所述磨粉装置的出口连接，。
5.如权利要求4所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述磁选装置包括弱磁选铁段和强磁选锰段，经过所述弱磁选铁段的锰渣粉选出铁产品，经所述强磁选锰段的锰渣粉选出锰产品。
6.如权利要求5所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述焙烧窑装置内包括低温脱氨段和高温改性段，所述低温脱氨段的烟气出口与第一
除尘器连通，所述第一除尘器的出口与冷凝器连通，所述冷凝器的液体出口与所述氨水桶连通，所述高温改性段的烟气出口与SNCR脱硝设备连通，所述SNCR脱硝设备的出口与第二除尘器连通，所述第二除尘器的出口与喷淋洗涤塔连通，所述喷淋洗涤塔的烟气出口与第二排烟筒连通，所述喷淋洗涤塔的洗涤液出口与沉淀池连通。
7.如权利要求4至6任一所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述化合桶上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机、减速机和搅拌轴，所述搅拌电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端与所述搅拌轴的一端连接，所述搅拌轴从所述化合桶的顶部中心延伸至所述化合桶的内部，所述搅拌轴上设有搅拌桨叶，所述搅拌轴上部固定设有中心轮，所述中心轮啮合连接有行星轮，所述行星轮上的行星架固定在所述化合桶的内顶壁上，所述行星轮的外周啮合连接有齿圈，所述齿圈上连接有搅拌框，所述搅拌框与所述化合桶的内侧壁相抵接，所述搅拌框的底端通过支撑环可转动套设在所述搅拌轴的下部，所述搅拌框内竖直设有若干条柔性搅拌带。
8.如权利要求7所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述化合桶上连通有循环管，所述循环管上设有循环泵和换热器，所述循环管的一端与所述化合桶的底端连通，所述循环管的另一端与所述化合桶中部连通，所述换热器的热介质入口通过加热管与所述冷却装置的热介质出口连通，所述冷却装置的冷介质入口通过冷却水管与所述循环水池连通，所述冷却水管上设有冷却水泵，所述换热器的冷介质出口通过回水管与所述循环水池连通，所述加热管和所述冷却水管之间连通有调节管，所述调节管和所述冷却水管上分别设有调节阀。
9.如权利要求8所述的电解金属锰的生产线，其特征在于：所述循环管上端连通有分配环，所述分配环环绕套在所述化合桶的外侧壁上，所述分配环上设有若干与所述化合桶内相连通的支管。
10.一种电解金属锰的生产方法，其特征在于：利用权利要求1至9任一所述的电解金属锰的生产线生产电解金属锰，包括如下步骤：
S1、将
锰矿石投入破碎磨粉装置进行制粉，得到粒度为85-100目的矿粉;
S2、将矿粉计量投入化浆桶内，在化浆桶中加入存储在阳极液存储槽中的阳极液进行搅拌，使矿粉与阳极液混合调成浆液;
S3、将步骤S2中调成的浆液输送至化合桶内，并加入浓硫酸进行浸出反应，同步启动搅拌装置进行搅拌，搅拌时搅拌桨叶在化合桶的轴中心进行搅拌，搅拌框在搅拌轴的外围反向进行搅拌，若干条柔性搅拌带转动过程中不断抖动;
S4、将二氧化锰加入化合桶内进行氧化反应，在化合桶内余酸2-3g/L时投入阳极液存储槽内底层的阳极泥;
S5、将15%浓度的氨水加入化合桶内进行中和反应，使化合桶内pH值调整到6.0-6.5;
S6、将步骤S5中浸出的浆液泵送至第一压滤机进行压滤，得到一次滤液和一次滤渣;一次滤液进入硫化池并加入SDD药剂进行硫化除杂，硫化后用第二压滤机进行压滤，得到二次滤液和二次滤渣;二次滤液进入净化槽内并依次加入硫酸铝、活性炭进行吸附静置，吸附静置后用第三压滤机进行压滤，得到三次滤液和三次滤渣，三次滤液送至高位槽待电解;
S7、将步骤S6中的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣送至锰渣配料槽并加入固硫剂和重金属固化剂搅拌后送入焙烧窑装置的低温脱氨段进行干燥与脱氨，低温脱氨段产生的烟气经第一除尘器沉降除尘后进入冷凝器冷凝成氨水，氨水输送回到氨水桶;脱氨后的锰渣进入高温改性段进行焙烧，焙烧产生的烟气依次进入SNCR脱硝设备、第二除尘设备和喷淋洗涤塔进行处理，处理后的尾气进入第二排烟筒外排，喷淋洗涤塔的循环液定期进入沉淀池进行沉淀处理，得到脱硫石膏产品;
S8、将步骤S7中焙烧后的锰渣送入冷却装置与循环水池内的冷却水热交换进行冷却，冷却水经加热后进入换热器与从化合桶循环流动的浸出液进行热交换，充分利用焙烧锰渣的热量，确保化合桶内浸出温度稳定在50℃-60℃之间;
S9、将冷却后的锰渣进行研磨，将研磨后的锰渣粉送入磁选装置依次通过弱磁选铁段和强磁选锰段选出铁产品和锰产品，铁产品和剩下的尾料收集后对外销售，锰产品掺配到步骤S2中调成浆液;
S10、向步骤S6中的高位槽内的
电解液添加二氧化硒后送到电解系统进行电解，电解后阴极板上析出电解金属锰进入后处理一体机进行处理得到电解金属锰产品，剥落产品后的阴极板进入泡板槽进行浸泡，浸泡后的阴极板送入阴极板冲洗机进行冲洗，阳极板送入阳极板冲洗机进行冲洗，冲洗产生废水进入污水处理站处理。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及电解金属锰生产技术领域，具体是涉及一种电解金属锰的生产线及生产方法。
背景技术
[0002]金属锰广泛运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域，中国目前已是全球最大的电解金属锰生产国、消费国，目前电解金属锰的生产主要采用酸浸电解的
湿法冶金工艺。
[0003]采用现有的酸浸电解湿法冶金工艺过程中，有大量废气、废水和废渣产生，这些废弃物不但会造成环境污染，还会造成资源浪费，不符合节能减排、循环生产的要求。CN112553481A公开的一种电解锰的生产方法，包括浸出、除杂、萃取、反萃、电解及氨氮和镁回收的工序，该专利通过将液体循环分为两个部分，大幅度减少循环溶液中杂质的累积，有效增加循环次数，而且处理后的氨氮和镁可直接回收利用，但是锰矿的浸出率、除杂率较低，还是会产生较多的锰渣，锰渣也未能有效综合利用，实现资源化。因此，亟需一种对环境友好，经济效益好、资源利用率高的生产工艺。
发明内容
[0004]本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种电解金属锰的生产线及生产方法。
[0005]为实现上述目的，本发明提出的电解金属锰的生产线，包括破碎磨粉装置、制液系统、电解系统、后处理系统和锰渣处理系统，所述制液系统包括化浆桶、化合桶、第一压滤机、硫化池、第二压滤机、净化槽、第三压滤机和高位槽，所述破碎磨粉装置与所述化浆桶连通，所述化浆桶出口与所述化合桶连通，所述化合桶与所述第一压滤机连通，所述第一压滤机的滤液出口与所述硫化池连通，所述硫化池与所述第二压滤机连通，所述第二压滤机的滤液出口与所述净化槽连通，所述净化槽与所述第三压滤机连通，所述第三压滤机的滤液出口与所述高位槽连通，所述高位槽与所述电解系统连通，经所述电解系统电解后的极板送入所述后处理系统进行处理，经所述电解系统电解后产生的阳极液通过回液管送入阳极液存储槽，所述阳极液存储槽的出液口与所述化浆桶连通，所述阳极液存储槽的出渣口与所述化合桶连通，所述第一压滤机、所述第二压滤机和所述第三压滤机的滤渣出口与所述锰渣处理系统连接。碳酸锰矿进入破碎磨粉装置磨粉后与电解后产生的阳极液在化浆桶内浆化，然后进入化合桶进行化合反应，化合反应后浸出液依次进行粗滤、硫化、精滤三道净化工序，有效提高浸出和净化效率。
[0006]进一步地，所述化合桶上连通有硫酸桶、氧化剂桶、氨水桶和酸雾引出管，所述酸雾引出管上依次串接有酸雾吸收塔、引风机和第一排烟筒，所述硫化池上连通有硫化药剂桶、所述净化槽上连通有硫酸铝桶和活性炭桶，所述高位槽上连通有二氧化硒桶。通过酸雾吸收塔吸收处理浸出过程产生的酸雾，避免酸雾污染环境。
[0007]进一步地，所述后处理系统包括后处理一体机、阳极板冲洗机、泡板槽、阴极板冲洗机、污水处理站和循环水池，所述泡板槽与所述回液管连通，所述阳极板冲洗机和所述阴极板冲洗机与所述污水处理站连通，所述循环水池与所述污水处理站连通，经所述电解系统电解后的阴极板送入所述后处理一体机进行处理后得到电解锰产品，阳极板则送入所述阳极板冲洗机进行冲洗处理回用，经所述后处理一体机处理后的阴极板送入所述泡板槽进行浸泡处理后送到所述阴极板冲洗机进行冲洗处理回用。通过污水处理站处理生产过程产生的废水，以便水资源的循环利用。
[0008]进一步地，所述锰渣处理系统包括锰渣配料槽、焙烧窑装置、冷却装置、磨粉装置和磁选装置，所述锰渣配料槽与所述焙烧窑装置的进口连接，所述冷却装置的入口与所述焙烧窑装置的出口连接，所述冷却装置的出口与所述磨粉装置的入口连接，所述磁选装置的入口与所述磨粉装置的出口连接，通过焙烧窑装置对锰渣进行热激活使锰渣中重金属锰的高效固化稳定化，然后使用磁选装置进行磁选回收磁性物料，实现锰渣资源化。
[0009]进一步地，所述磁选装置包括弱磁选铁段和强磁选锰段，经过所述弱磁选铁段的锰渣粉选出铁产品，经所述强磁选锰段的锰渣粉选出锰产品。通过弱磁选铁选出锰渣中的铁产品，通过强磁选锰选出锰渣粉中的锰产品，剩下尾料粉可挡住建材原料进行销售。
[0010]进一步地，所述焙烧窑装置内包括低温脱氨段和高温改性段，所述低温脱氨段的烟气出口与第一除尘器连通，所述第一除尘器的出口与冷凝器连通，所述冷凝器的液体出口与所述氨水桶连通，所述高温改性段的烟气出口与SNCR脱硝设备连通，所述SNCR脱硝设备的出口与第二除尘器连通，所述第二除尘器的出口与喷淋洗涤塔连通，所述喷淋洗涤塔的烟气出口与第二排烟筒连通，所述喷淋洗涤塔的洗涤液出口与沉淀池连通。通过利用高温改性段焙烧产生的余热对低温脱氨段的锰渣进行预热脱氨，预热产生的高湿度烟气经过冷凝器冷凝后形成氨水进行回收利用。
[0011]进一步地，所述化合桶上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机、减速机和搅拌轴，所述搅拌电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端与所述搅拌轴的一端连接，所述搅拌轴从所述化合桶的顶部中心延伸至所述化合桶的内部，所述搅拌轴上设有搅拌桨叶，所述搅拌轴上部固定设有中心轮，所述中心轮啮合连接有行星轮，所述行星轮上的行星架固定在所述化合桶的内顶壁上，所述行星轮的外周啮合连接有齿圈，所述齿圈上连接有搅拌框，所述搅拌框与所述化合桶的内侧壁相抵接，所述搅拌框的底端通过支撑环可转动套设在所述搅拌轴的下部，所述搅拌框内竖直设有若干条柔性搅拌带。通过在搅拌轴上设有行星齿轮系，使搅拌框与搅拌桨叶相反转动进行搅拌，搅拌框转动时刮落粘在化合桶侧壁的浆料，柔性搅拌带持续抖动把搅拌能量传递得更远，使化合桶内部浆料形成湍流，搅拌更加均匀，进一步提高浸出率。
[0012]进一步地，所述化合桶上连通有循环管，所述循环管上设有循环泵和换热器，所述循环管的一端与所述化合桶的底端连通，所述循环管的另一端与所述化合桶中部连通，所述换热器的热介质入口通过加热管与所述冷却装置的热介质出口连通，所述冷却装置的冷介质入口通过冷却水管与所述循环水池连通，所述冷却水管上设有冷却水泵，所述换热器的冷介质出口通过回水管与所述循环水池连通，所述加热管和所述冷却水管之间连通有调节管，所述调节管和所述冷却水管上分别设有调节阀。通过循环泵抽出化合桶内的浆料流经换热器后回到化合桶内，与来自经冷却装置换热后的热水进行热交换，对浸出的料浆进行加热，确保浸出时的温度稳定在50℃-60℃之间，并充分利用了高温锰渣的热量，减少能耗，进一步提高锰矿的浸出率。
[0013]进一步地，所述循环管上端连通有分配环，所述分配环环绕套在所述化合桶的外侧壁上，所述分配环上设有若干与所述化合桶内相连通的支管。通有分配环将料浆从化合桶周围进入化合桶内部，确保温度均衡。
[0014]本发明还提出一种电解金属锰的生产方法，包括如下步骤：
[0015]S1、将锰矿石投入破碎磨粉装置进行制粉，得到粒度为85-100目的矿粉;
[0016]S2、将矿粉计量投入化浆桶内，在化浆桶中加入存储在阳极液存储槽中的阳极液进行搅拌，使矿粉与阳极液混合调成浆液;
[0017]S3、将步骤S2中调成的浆液输送至化合桶内，并将硫酸桶内存储的浓硫酸加入化合桶内将pH值调节至1-3之间进行浸出反应，浸出反应时启动搅拌装置进行搅拌，搅拌时搅拌轴上设有搅拌桨叶以200r/min的转速在化合桶的轴中心进行搅拌，搅拌框以100r/min的转速在搅拌轴的外围反向进行搅拌，若干条柔性搅拌带转动过程中不断抖动;
[0018]S4、浸出反应2-2.5小时后，将氧化剂桶内存储的二氧化锰加入化合桶内进行氧化反应，在化合桶内余酸2-3g/L时投入阳极液存储槽内底层的阳极泥;
[0019]S5、在整个浸出反应3小时后，将氨水桶内存储的15%浓度的氨水加入化合桶内进行中和反应，使化合桶内pH值调整到6.0-6.5;
[0020]S6、将步骤S5中浸出的浆液泵送至第一压滤机进行压滤，得到一次滤液和一次滤渣;将一次滤液输送至硫化池并将存储在硫化药剂桶内的SDD药剂加入进行硫化除杂，硫化到一次滤液中重金属定性分析合格后用第二压滤机进行固液分离，得到二次滤液和二次滤渣;二次滤液进入净化槽内，向净化槽内加入存储在硫酸铝桶内的硫酸铝，使二次滤液中有害杂质聚凝增粗颗粒沉降，然后加入存储在活性炭桶内的活性炭进行吸附静置24小时，吸附静置后的溶液送至第三压滤机进行固定液分离，得到三次滤液和三次滤渣，三次滤液送至高位槽待电解;
[0021]S7、将步骤S6中的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣送至锰渣配料槽并加入固硫剂和重金属固化剂搅拌后送入焙烧窑装置的低温脱氨段进行干燥与脱氨，产生的含氨高湿度烟气经第一除尘器沉降除尘后进入冷凝器冷凝成氨水，氨水输送回到氨水桶;脱氨后的锰渣进入高温改性段进行焙烧，焙烧温度为950℃，停留时间为1小时，焙烧产生的烟气依次进入SNCR脱硝设备、第二除尘设备和喷淋洗涤塔进行处理，处理后的尾气进入第二排烟筒外排，喷淋洗涤塔的循环液定期进入沉淀池进行沉淀处理，得到脱硫石膏产品;
[0022]S8、将焙烧后的锰渣送入冷却装置进行冷却，冷却装置为设有夹层的冷却筒，冷却筒夹层内通入经污水处理站处理后存放在循环水池内的冷却水，冷却水经过加热后进入换热器与从化合桶循环流动的浸出液进行热交换，确保化合桶内浸出温度稳定在50℃-60℃之间;
[0023]S9、将冷却后的锰渣送入磨粉装置进行研磨，将研磨后的锰渣粉送入磁选装置先通过弱磁选铁段选出铁产品，然后进入强磁选锰段选出锰产品，剩下的尾料作为建材原料产品外卖
[0024]S10、向步骤S6中的高位槽内添加存储在二氧化硒桶内的二氧化硒，然后将高位槽内的电解液送到电解系统进行电解，电解后阴极板上析出电解金属锰送入后处理一体机进行钝化、清洗、烘干和剥落得到电解金属锰产品，剥落产品后的阴极板送到泡板槽并通入阳极液存储槽内的阳极液进行浸泡，浸泡后的阴极板送入阴极板冲洗机进行冲洗，阳极板送入阳极板冲洗机进行冲洗，冲洗产生废水进入污水处理站处理。
[0025]本发明的有益效果包括：通过将锰矿磨成粉后与阳极液混合搅拌浆化后再加入浓硫酸进行浸出反应，增加碳酸锰与硫酸接触，提高浸出率，减少废渣形成量，浸出反应形成的酸雾废气通过酸雾吸收塔进行处理，避免污染环境;浸出液在氧化反应后期投入阳极泥进一步使溶液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，同时也可回收阳极泥的锰，增加锰回收率;然后浸出液采用粗滤、硫化、精滤三道工序三级压滤进行固液分离，有效提高净化效果，三级压滤产生的锰渣送到锰渣处理系统进行回收处理，整个生产能够有效提高浸出率和除杂率，提高资源利用效率，实现锰渣资源化，减少生产过程中污染物的产生和排放，以减轻对人类健康和环境的危害。
附图说明
[0026]图1是本发明实施例中电解金属锰的生产线的工艺流程图。
[0027]图2是本发明实施例中化合桶的连接示意图。
[0028]图3是本发明实施例中搅拌装置的示意图。
[0029]图4是本发明生产方法的流程图。
[0030]附图标记：1破碎磨粉装置;2化浆桶;3化合桶;301硫酸桶;302氧化剂桶;303氨水桶;304酸雾引出管;305酸雾吸收塔;306引风机;307第一排烟筒;308搅拌装置;3081搅拌电机;3082减速机;3083搅拌轴;3084搅拌桨叶;3085中心轮;3086行星轮;3087行星架;3088齿圈;3089搅拌框;30810支撑环;30811柔性搅拌带;309循环管;3091循环泵;3092换热器;3093加热管;3094冷却水管;3095冷却水泵;3096回水管;3097调节管;3098调节阀;3099分配环;3010;4第一压滤机;5硫化池;501硫化药剂桶;6第二压滤机;7净化槽;701硫酸铝桶;8第三压滤机;9高位槽;901二氧化硒桶;10电解系统;11阳极液存储槽;1101后处理一体机;1102阳极板冲洗机;1103泡板槽;1104阴极板冲洗机;1105污水处理站;1106循环水池;1201锰渣配料槽;1202焙烧窑装置;1203冷却装置;1204磨粉装置;1205磁选装置;1206第一除尘器;1207冷凝器;1208SNCR脱硝设备;1209第二除尘器;1210喷淋洗涤塔;1211第二排烟筒;1212沉淀池。
具体实施方式
[0031]为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
[0033]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]实施例1
[0036]请参阅图1至图3，本发明公开的电解金属锰的生产线包括相互连接的破碎磨粉装置1、制液系统、电解系统10、后处理系统和锰渣处理系统，制液系统包括化浆桶2、化合桶3、第一压滤机4、硫化池5、第二压滤机6、净化槽7、第三压滤机8和高位槽9，破碎磨粉装置1与化浆桶2连通，具体的，破碎磨粉装置1包括外购的一次
破碎机(图未示)、二次破碎机(图未示)和立磨机(图未示)，锰矿石经过两级破碎后送到立磨机进行粉磨，破碎机和立磨机均采用密闭式，破碎、磨粉产生的粉尘通过布袋除尘器(图未示)进行除尘;化浆桶2的出口与化合桶3连通，化合桶3的出口与第一压滤机4连通，第一压滤机4的滤液出口与硫化池5连通，硫化池5的出口与第二压滤机6连通，第二压滤机6的滤液出口与净化槽7连通，净化槽7的出口与第三压滤机8连通，第三压滤机8的滤液出口与高位槽9连通，高位槽9与电解系统10连通，经电解系统10电解后的极板送入后处理系统进行处理，经电解系统10电解后产生的阳极液通过回液管送回阳极液存储槽11进行重复使用，阳极液存储槽11的出液口与化浆桶2连通，阳极液存储槽11的出渣口与化合桶3连通，第一压滤机4、第二压滤机6和第三压滤机8的滤渣出口与锰渣处理系统连接，在化合桶3上连通有硫酸桶301、氧化剂桶302、氨水桶303和酸雾引出管304，在酸雾引出管304上依次串接有酸雾吸收塔305、引风机306和第一排烟筒307，浸出反应过程产生的酸雾等废气经过酸雾吸收塔305进行处理后在外排，避免酸雾污染环境;在硫化池5上连通有硫化药剂桶501，在净化槽7上连通有硫酸铝桶701和活性炭桶702，在高位槽9上连通有二氧化硒桶901;后处理系统包括后处理一体机1101、阳极板冲洗机1102、泡板槽1103、阴极板冲洗机1104、污水处理站1105和循环水池1106，泡板槽1103与进入阳极液存储槽11的回液管连通，将阳极液引入泡板槽1103内用于浸泡阴极板，阳极板冲洗机1102和阴极板冲洗机1104与污水处理站1105连通，循环水池1106与污水处理站1105连通，经电解系统10电解后的阴极板送入后处理一体机1101进行处理后得到电解锰产品，阳极板则送入阳极板冲洗机1102进行冲洗处理回用，经后处理一体机1101处理后的阴极板送入泡板槽1103进行浸泡处理后送到阴极板冲洗机1104进行冲洗处理回用。
[0037]在本实施例中，通过将锰矿磨成粉后进入化浆桶2与阳极液混合搅拌后再进入化合桶3，阳极液和锰矿粉充分混合浆化后再加入浓硫酸进行浸出反应，增加碳酸锰与硫酸接触，提高浸出率，减少废渣形成量，浸出反应式为MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2，浸出反应形成的酸雾废气通过引风机306抽至酸雾吸收塔305进行吸收处理，处理后的尾气通过第一排烟筒307外排，避免污染环境，经过浸出后铁和一些重金属元素进入到溶液中，此时加入高纯二氧化锰进行氧化反应进行除铁，在氧化反应接近终点时投入阳极泥由于阳极泥主要成分为二氧化锰，进一步使溶液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，同时也可回收阳极泥的锰，增加锰回收率;当浸出达到终点后，加入浓度为15%的氨水进行中和，调节溶液pH值到6.0-6.5，此时三价铁也已完全水解沉淀，然后浸出液采用粗滤、硫化、精滤三道工序三级压滤进行固液分离，有效提高净化效果，其中，第一次压滤后的滤液进入硫化池5内加入除杂剂SDD，将浸出液中的微量的Cu、Pb、Zn等重金属杂质转化成有机聚合化合物沉淀，然后就进行第二次压滤去除重金属杂质，第二次压滤的滤液进入净化槽7内，先加入Al2(SO4)3将重金属硫化物等杂质聚凝增粗进行沉降，然后再加入活性炭作为助滤剂进行吸附一些杂质水解物，如饱和的MgSO4结晶、CaSO4结晶进行吸附后再进行三次压滤固液分离得到合格的滤液存储在高位槽9，合格的滤液进入电解系统10前加入0.1-0.6g/L的二氧化硒阻止二价锰水解以提高电流效率，三级压滤产生的锰渣送到锰渣处理系统进行回收处理;采用本生产线生产可有效提高浸出率和除杂率，进而提高生产效率，锰渣也能有效进行综合回收，实现资源化。
[0038]实施例2
[0039]请继续参阅图1至图3，本实施例是实施例1中锰渣处理系统的具体实施方式，本实施例中的锰渣处理系统包括锰渣配料槽1201、焙烧窑装置1202、冷却装置1203、磨粉装置1204和磁选装置1205，锰渣配料槽1201与焙烧窑装置1202的进口连接，冷却装置1203的入口与焙烧窑装置1202的出口连接，冷却装置1203的出口与磨粉装置1204的入口连接，磁选装置1205的入口与磨粉装置1204的出口连接，磁选装置1205包括弱磁选铁段和强磁选锰段，经过弱磁选铁段的锰渣粉选出铁产品，经强磁选锰段的锰渣粉选出锰产品。三级压滤出来的锰渣送到锰渣配料槽1201加入固硫剂(石灰)和重金属固化剂(重金属螯合剂)搅拌后送入焙烧窑装置1202进行焙烧，使锰渣在窑内同时发生硫酸钙晶型转变、铁锰氧化物化合等多个复杂的化学反应，实现锰渣的热激活以及渣中重金属锰的高效固化稳定化，焙烧得到的活性锰渣进入磨粉装置1204进行磨粉得到锰渣粉，锰渣粉先通过磁选装置1205的弱磁选铁段(1000-2000Gs)选出铁产品，铁产品收集后销售处理，经过弱磁选铁段后选剩下的锰渣粉再经过强磁选锰段(12000-16000Gs)选出锰产品，选出的锰产品掺配到锰矿粉中重新投入到化浆桶2调浆后进行浸出回收锰金属，而磁选后的尾料则作为建材原料产品进行外售，避免锰渣的资源浪费，减少废弃物的堆存占地空间以及对环境的污染，为企业带来良好的经济效益。
[0040]实施例3
[0041]请继续参阅图1至图3，为了进一步提高锰渣中资源的利用率，回收锰渣中的氨，并固化渣中重金属;本实施例在实施例2的基础上在焙烧窑装置1202内设置低温脱氨段和高温改性段;焙烧窑装置1202内包括低温脱氨段和高温改性段，低温脱氨段的烟气出口与第一除尘器1206连通，第一除尘器1206的出口与冷凝器1207连通，冷凝器1207的液体出口与氨水桶303连通，烟气出口与喷淋洗涤塔1210连通，高温改性段的烟气出口与SNCR脱硝设备1208连通，SNCR脱硝设备1208的出口与第二除尘器1209连通，第二除尘器1209的出口与喷淋洗涤塔1210连通，喷淋洗涤塔1210的烟气出口与第二排烟筒1211连通，喷淋洗涤塔1210的洗涤液出口与沉淀池1212连通。锰渣进入焙烧窑装置1202先在低温脱氨段与高温尾气逆向流动进行间壁式热交换，换热温度在300-400℃之间，例如为300℃、350℃及400℃，利用高温改性段焙烧产生的高温尾气的余热实现锰渣物料的干燥与脱氨，同时实现高温尾气的初步冷却，产生的含氨高湿度烟气经第一除尘器1206沉降除尘后，进入冷凝器1207冷却后产生低浓度氨水回收到氨水桶303中用于生产工序，进一步提高锰渣中氨资源的利用率，其余尾气进入喷淋洗涤塔1210洗涤后达标通过第二排烟筒1211排放，避免污染环境;脱氨后的锰渣进入高温改性段焙烧，焙烧温度为900℃-1000℃，例如为900℃、950℃、1000℃，优选为950℃，停留时间为1小时，实现锰渣的热激活以使渣中重金属高效固化稳定化，同时焙烧产生的高温烟气经过低温脱氨段降温后依次通过SNCR脱硝设备1208、第二除尘器1209和喷淋洗涤塔1210进行处理，处理达标后的尾气通过第二排烟筒1211排放，避免污染环境，喷淋洗涤塔1210的循环洗涤水进入沉淀池1212沉淀，得到脱硫石膏产品进行销售，进一步提高经济效益。
[0042]实施例4
[0043]请参阅图2和图3，为了进一步提高浸出率，本实施例在实施例1至实施例3的基础上在化合桶3上设有搅拌装置308，搅拌装置308包括搅拌电机3081、减速机3082和搅拌轴3083，搅拌电机3081的输出端与减速机3082的输入端连接，减速机3082的输出端与搅拌轴3083的一端连接，搅拌轴3083从化合桶3的顶部中心延伸至化合桶3的内部，搅拌轴3083上设有搅拌桨叶3084，搅拌轴3083上部固定设有中心轮3085，中心轮3085啮合连接有行星轮3086，行星轮3086上的行星架3087固定在化合桶3的内顶壁上，行星轮3086的外周啮合连接有齿圈3088，齿圈3088上连接有搅拌框3089，搅拌框3089与化合桶3的内侧壁相抵接，搅拌框3089的底端通过支撑环30810可转动套设在搅拌轴3083的下部，防止搅拌框3089轴向移动，在搅拌框3089内竖直设有若干条柔性搅拌带30811。化合桶3内进行浸出反应时，通过搅拌装置308持续搅拌，以提高浸出率，由于化合桶3容积有400m3，直径较大，常规的搅拌器搅拌时容易存在死区，导致搅拌不均匀，影响浸出率，故通过设置行星齿轮系，在搅拌轴3083上设置中心轮3085作为主动轮，行星架3087固定，使齿圈3088的转向与中心轮3085相反，搅拌框3089固定在齿圈3088上与搅拌桨叶3084相反转动进行搅拌，搅拌框3089转动时刮落粘在化合桶3侧壁的浆料，柔性搅拌带30811抖动把搅拌能量传递得更远，搅拌框3089和柔性搅拌带30811同时阻挡搅拌桨叶3084带动的浆料使浆料形成湍流，搅拌更加均匀，进一步提高浸出率。
[0044]实施例5
[0045]为了使化合桶3内的浆料在浸出反应时温度稳定在50℃-60℃之间，进一步提高浸出率，同时减少能耗;请参阅图2和图3，本实施例在上述实施例的基础上增加循环管309、循环泵3091和换热器3092;循环管309连通在化合桶3上，在循环管309上设有循环泵3091和换热器3092，循环管309的一端与化合桶3的底端连通，循环管309的另一端与化合桶3中部连通，换热器3092的热介质入口通过加热管3093与冷却装置1203的热介质出口连通，冷却装置1203的冷介质入口通过冷却水管3094与循环水池1106连通，冷却水管3094上设有冷却水泵3095，换热器3092的冷介质出口通过回水管3096与循环水池1106连通，加热管3093和冷却水管3094之间连通有调节管3097，在调节管3097和冷却水管3094上分别设有调节阀3098。在进行浸出时，通过循环泵3091抽出化合桶3内的浆料流经换热器3092后回到化合桶3内，当流经换热器3092时与来自经冷却装置1203换热后的热水进行热交换，对浸出的料浆进行加热，冷却装置1203为设有夹层的冷却筒，冷却筒夹层内通入经污水处理站1105处理后存放在循环水池1106内的冷却水用于对高温锰渣冷却的同时，将冷却水进行加热，然后进入换热器3092与从化合桶3循环流动的浸出液进行热交换，充分利用了高温锰渣的热量，减少能耗;在循环管309上端连通有分配环3099，分配环3099环绕套在化合桶3的外侧壁上，分配环3099上设有若干与化合桶3内相连通的支管，料浆被加热后从化合桶3周围进入化合桶3内部，确保温度均衡，刚开设进行浸出反应时产生大量的热量，料浆温度可能会超过60℃，通过调节管3097可直接将循环水池1106内的水抽至换热器3092对料浆进行降温，通过调节调节阀3098的开度比例即可，确保浸出时的温度稳定在50℃-60℃之间，提高浸出率，同时减少能耗。
[0046]实施例6
[0047]请参阅图1至图4，本实施例公开的电解金属锰的生产方法，利用实施例1至实施例5中的电解金属锰的生产线生产电解金属锰，包括如下步骤：
[0048]S1、将锰矿石投入破碎磨粉装置1进行制粉，得到粒度为85-100目的矿粉，锰矿石为碳酸锰矿石，研磨成粒度为85目、90目、100目的矿粉。
[0049]S2、将矿粉计量后投入到化浆桶2内，同时向化浆桶2中加入存储在阳极液存储槽11中的阳极液，然后进行搅拌，使矿粉与阳极液混合调成浆液。
[0050]S3、将步骤S2中调成的浆液泵送至化合桶3内，并将硫酸桶301内存储的浓硫酸加入化合桶3内将pH值调节至1-3之间进行浸出反应，pH值例如为1、1.3、2、2.5、3，在浸出反应时启动搅拌装置308进行搅拌，搅拌时搅拌轴3083上的搅拌桨叶3084以200r/min的转速在化合桶3的轴中心进行搅拌，搅拌框3089以100r/min的转速在搅拌轴3083的外围反向进行搅拌，若干条柔性搅拌带30811转动过程中不断抖动，形成湍流搅拌，使浆液混合更加均匀，提高锰浸出率，锰的浸出率可达到95%以上。
[0051]S4、在浸出反应2-2.5小时后，将氧化剂桶302内存储的二氧化锰加入化合桶3内进行氧化反应，将浸出液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，在化合桶3内余酸2-3g/L时投入阳极液存储槽11内底层的阳极泥，阳极泥主要成分为二氧化锰，进一步提高氧化率，同时回收阳极泥中的锰。
[0052]S5、在整个浸出反应3小时后，将氨水桶303内存储的15%浓度的氨水加入化合桶3内进行中和反应，使化合桶3内pH值调整到6.0-6.5，此时三价铁离子完全水解沉淀，大部分重金属离子也水解生成氢氧化物沉淀。
[0053]S6、将步骤S5中浸出的浆液泵送至第一压滤机4进行压滤，得到一次滤液和一次滤渣;将一次滤液输送至硫化池5并将存储在硫化药剂桶501内的SDD药剂加入进行硫化除杂，硫化到一次滤液中重金属定性分析合格后用第二压滤机6进行固液分离，得到二次滤液和二次滤渣;二次滤液进入净化槽7内，向净化槽7内加入存储在硫酸铝桶701内的硫酸铝，使二次滤液中有害杂质聚凝增粗颗粒沉降，然后加入存储在活性炭桶702内的活性炭进行吸附静置24小时，吸附静置后的溶液送至第三压滤机8进行固定液分离，得到三次滤液和三次滤渣，三次滤液为合格电解液，送至高位槽9待电解。
[0054]S7、将步骤S6中的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣送至锰渣配料槽1201并加入固硫剂(石灰)、重金属固化剂(重金属螯合剂)搅拌后送入焙烧窑装置1202的低温脱氨段进行干燥与脱氨，产生的含氨高湿度烟气经第一除尘器1206沉降除尘后进入冷凝器1207冷凝成氨水，氨水输送回到氨水桶303，有效回收利用锰渣中的氨;脱氨后的锰渣进入高温改性段进行焙烧，焙烧温度为950℃，停留时间为1小时，焙烧产生的烟气依次进入SNCR脱硝设备1208、第二除尘设备和喷淋洗涤塔1210进行处理，处理后的尾气进入第二排烟筒1211外排，喷淋洗涤塔1210的循环液定期进入沉淀池1212进行沉淀处理，得到脱硫石膏产品，脱硫石膏产品可当作建材原料销售。
[0055]S8、将焙烧后的锰渣送入冷却装置1203进行冷却，冷却装置1203为设有夹层的冷却筒，冷却筒的夹层内通入经污水处理站1105处理后存放在循环水池1106内的冷却水，冷却水经过加热后进入换热器3092与从化合桶3循环流动的浸出液进行热交换，充分利用锰渣的余热，确保化合桶3内浸出温度稳定在50℃-60℃之间。
[0056]S9、将冷却后的锰渣送入磨粉装置1204进行研磨，将研磨后的锰渣粉送入磁选装置1205先通过弱磁选铁段选出铁产品，然后进入强磁选锰段选出锰产品，铁产品收集后对外销售，锰产品掺配到矿粉中重新浸出利用，剩下的尾料作为建材原料产品销售，充分利用锰渣资源，提高企业经济效益。
[0057]S10、向步骤S6中的高位槽9内添加存储在二氧化硒桶901内的二氧化硒，然后将高位槽9内的电解液送到电解系统10进行电解，阻止Mn2+水解并提高电流效率;电解后阴极板上析出电解金属锰送入后处理一体机1101进行钝化、清洗、烘干和剥落得到电解金属锰产品，剥落产品后的阴极板送到泡板槽1103并通入阳极液存储槽11内的阳极液进行浸泡，使残锰变成硫酸锰而去掉，浸泡后的阴极板送入阴极板冲洗机1104进行冲洗，阳极板送入阳极板冲洗机1102进行冲洗，冲洗产生废水进入污水处理站1105处理，冲洗用水来自循环水池1106，实现水资源循环使用，减少水资源浪费。
[0058]以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
说明书附图(4)
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“电解金属锰的生产线及生产方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：广西田阳桂航锰业有限公司
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