二段酸浸洗涤压滤一体化清洁生产技术
时间： 2016-01-14
一、技术内容
（一）基本原理
本技术属基于隔膜压滤机的电解锰行业清洁生产技术。该技术的原理是利用阳极液的酸度对滤饼中的碳酸锰进行二段酸浸；利用阳极液中含锰浓度和滤饼中残留母液的含锰浓度差进行洗涤；再利用清水洗涤，将滤饼中的硫酸锰洗出，最后进行压滤，实现二段酸浸、洗涤和压滤的一体化；将调整后的工序实现清液净化和二次过滤，使电解合格液达到行业技术要求。
（二）工艺技术
我国传统电解锰生产工艺主要是以碳酸锰矿为原料，经酸浸、净化、电解沉积后产生金属锰。
由于采用一段酸浸的浸出流程，一部分锰损失在浸出渣中，锰的浸出回收率常低于90%，导致资源的大量浪费。锰渣中除了含大量锰，氨氮、硫酸盐等浓度亦较高，填埋法处理锰渣，易造成这些物质流失到环境中去，对环境造成巨大的污染。为解决以上问题，提高锰的浸出回收率，中国环境科学研究院环保部清洁生产中心开发了二段酸浸洗涤压滤一体化技术工艺：
（三）技术创新点及特色
与传统电解锰生产技术比较，本技术创新点及特色为：
（1）世界首创以压滤机为反应器的穿流式反应，提高了浸出速率，大幅度降低了锰渣中酸溶锰含量；
（2）采用活塞式洗涤方式，大幅度降低了清水用量，保证工艺水平衡，且在湿法冶金行业首次设计了多种洗涤剂组合的分步、连续、原位洗涤工艺，并实现了该工艺组合的自动化控制；
（3）在电解锰行业首次以暗流式布局对压滤工序的管路、设备清洗水的回用等进行了全新设计，彻底改变了该工段的脏乱差，首次实现了压滤工段的清洁生产；
（4）在电解锰行业首次设计了酸性浸出液过滤工艺，使原有的简单的固液分离成为一段酸浸的延续，提高了一段酸浸的浸出率，也提高了整个制液工段的效率；
（5）在电解锰行业首次设计了二段酸浸工艺，且使一段酸浸注重效率和二段酸浸着重效果有机组合在一起，可大幅度提高和优化浸出过程，节约制液工段投资，提高整个工段的效率。
二、实施效果
（一）环境效益
生产吨产品（以碳酸锰矿品位14%计），本技术与国内外同类技术的关键指标对比见表1。
表1 本技术与国内外同类技术的关键指标对比
（二）经济效益
本技术已建成的全厂1万吨/年示范工程，前期有效投资约1200万元，单位电解锰产品生产成本节约800元/吨。在满负荷生产情况下，可实现年节约生产成本800万元，投资利润率约66.7%。
（三）关键技术装备
本技术的关键装备为二段酸浸洗涤压滤一体化装置
（四）水平评价
本技术为具有我国自主知识产权的原创技术，已获得中国发明专利授权，成果达到国际领先水平，该技术已建成多项示范工程，有效促进该行业跨越式发展。
三、行业推广
（一）技术使用范围
本技术所属行业为电解锰行业，除可完全替代电解锰行业传统生产技术外，还可以替代电解锌等其他湿法冶炼行业传统生产技术。所选用的全部设备国内均能制造；对厂房、设备、原辅材料及公用设施等均没有特殊要求。
（二）技术投资分析
按照建设年产3万吨电解锰产品的二酸酸浸洗涤技术装置计，约需投入资金3000万元。装置建成后可节约锰矿资源3万吨，节电900万度电，实现年节约成本2400万元，投资利润率约80%。
（三）技术行业推广情况分析
目前该技术已在国内多家电解锰企业示范推广，例如在湖南东方锰业建成4条350 m3，年产2万t电解锰生产示范工程；在陕西湘贵锰业建成3条350 m3，年产1万t电解锰示范工程；在广西中信大锰和贵州三和锰业分别建成1条350 m3，年产5000 t电解锰示范工程。
以全国电解锰年产100万吨计，本技术推广应用后可产生良好的资源、环境和经济效益。
资源效益：与传统工艺比较，全行业每年节约矿石100万吨；
环境效益：与传统工艺比较，全行业每年将减少锰渣产生量150万吨，基本实现锰渣的固定化和无害化；
经济效益：实现吨电解锰产品节约800-1000元，全行业每年节约成本8亿-10亿元。
（一）基本原理
本技术属基于隔膜压滤机的电解锰行业清洁生产技术。该技术的原理是利用阳极液的酸度对滤饼中的碳酸锰进行二段酸浸；利用阳极液中含锰浓度和滤饼中残留母液的含锰浓度差进行洗涤；再利用清水洗涤，将滤饼中的硫酸锰洗出，最后进行压滤，实现二段酸浸、洗涤和压滤的一体化；将调整后的工序实现清液净化和二次过滤，使电解合格液达到行业技术要求。
（二）工艺技术
我国传统电解锰生产工艺主要是以碳酸锰矿为原料，经酸浸、净化、电解沉积后产生金属锰。
由于采用一段酸浸的浸出流程，一部分锰损失在浸出渣中，锰的浸出回收率常低于90%，导致资源的大量浪费。锰渣中除了含大量锰，氨氮、硫酸盐等浓度亦较高，填埋法处理锰渣，易造成这些物质流失到环境中去，对环境造成巨大的污染。为解决以上问题，提高锰的浸出回收率，中国环境科学研究院环保部清洁生产中心开发了二段酸浸洗涤压滤一体化技术工艺：
（三）技术创新点及特色
与传统电解锰生产技术比较，本技术创新点及特色为：
（1）世界首创以压滤机为反应器的穿流式反应，提高了浸出速率，大幅度降低了锰渣中酸溶锰含量；
（2）采用活塞式洗涤方式，大幅度降低了清水用量，保证工艺水平衡，且在湿法冶金行业首次设计了多种洗涤剂组合的分步、连续、原位洗涤工艺，并实现了该工艺组合的自动化控制；
（3）在电解锰行业首次以暗流式布局对压滤工序的管路、设备清洗水的回用等进行了全新设计，彻底改变了该工段的脏乱差，首次实现了压滤工段的清洁生产；
（4）在电解锰行业首次设计了酸性浸出液过滤工艺，使原有的简单的固液分离成为一段酸浸的延续，提高了一段酸浸的浸出率，也提高了整个制液工段的效率；
（5）在电解锰行业首次设计了二段酸浸工艺，且使一段酸浸注重效率和二段酸浸着重效果有机组合在一起，可大幅度提高和优化浸出过程，节约制液工段投资，提高整个工段的效率。
二、实施效果
（一）环境效益
生产吨产品（以碳酸锰矿品位14%计），本技术与国内外同类技术的关键指标对比见表1。
表1 本技术与国内外同类技术的关键指标对比
| 技术指标 | 单位 | 传统工艺 | 本技术工艺 |
| 锰资源回收率 | % | 84 | 95 |
| 锰矿石消耗 | t/t | 8.5 | 7.5 |
| 硫酸消耗 | t/t | 2.0 | 1.8 |
| 液氨消耗 | t/t | 125 | 118 |
| 二氧化硒消耗 | t/t | 1.46 | 1.43 |
| 用电量 | kWh/t | 7212 | 6903 |
| 渣锰残留 | % | 3-5 | 1.0-1.5 |
本技术已建成的全厂1万吨/年示范工程，前期有效投资约1200万元，单位电解锰产品生产成本节约800元/吨。在满负荷生产情况下，可实现年节约生产成本800万元，投资利润率约66.7%。
（三）关键技术装备
本技术的关键装备为二段酸浸洗涤压滤一体化装置
（四）水平评价
本技术为具有我国自主知识产权的原创技术，已获得中国发明专利授权，成果达到国际领先水平，该技术已建成多项示范工程，有效促进该行业跨越式发展。
三、行业推广
（一）技术使用范围
本技术所属行业为电解锰行业，除可完全替代电解锰行业传统生产技术外，还可以替代电解锌等其他湿法冶炼行业传统生产技术。所选用的全部设备国内均能制造；对厂房、设备、原辅材料及公用设施等均没有特殊要求。
（二）技术投资分析
按照建设年产3万吨电解锰产品的二酸酸浸洗涤技术装置计，约需投入资金3000万元。装置建成后可节约锰矿资源3万吨，节电900万度电，实现年节约成本2400万元，投资利润率约80%。
（三）技术行业推广情况分析
目前该技术已在国内多家电解锰企业示范推广，例如在湖南东方锰业建成4条350 m3，年产2万t电解锰生产示范工程；在陕西湘贵锰业建成3条350 m3，年产1万t电解锰示范工程；在广西中信大锰和贵州三和锰业分别建成1条350 m3，年产5000 t电解锰示范工程。
以全国电解锰年产100万吨计，本技术推广应用后可产生良好的资源、环境和经济效益。
资源效益：与传统工艺比较，全行业每年节约矿石100万吨；
环境效益：与传统工艺比较，全行业每年将减少锰渣产生量150万吨，基本实现锰渣的固定化和无害化；
经济效益：实现吨电解锰产品节约800-1000元，全行业每年节约成本8亿-10亿元。
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