电解锰生产工艺流程简述.docx
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1、第一章 设计要求和原那么 概述本工程为俄罗斯CHEK-SU公司建立的年产8万吨电解金属锰工程,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那么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,平安适用。2、 全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的根本方针,有效保护和科学合理开发利用当地资源
2、。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、遵循可持续开展的观念,严格执行环境保护法规、平安和工业卫生法规,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立“三同时。5、设计中在各个环节注意节省能源和降低本钱。6、严格按设计程序开展设计工作,确保设计质量。1.2.2设计原那么、产品产量和质量及能源消耗保证值1、建立年产8万吨电解金属锰工厂,工厂一次建成投产;2、工程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、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、
3、氧化锰矿,湿法冶炼生产工艺;4、本工程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,到达清洁生产及环保要求,工艺技术到达目前同行业先进水平;5、本次工程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%;2电解采用SeO2添加剂,正常生产时,电流效率6870%,电流密度320380A/m,槽电压为4.24.6V,每吨锰直流电耗6500kWh;3工程采用的碳酸锰精矿Mn27%,氧化锰精矿Mn35%,本批次全锰分析结果中,二价锰回收率:85%;4电解金属锰产品Mn含量到达99
4、.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建立规模及产品方案1.3.1建立规模本工程规模为年产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
5、、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.1生产方法金属锰的生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。本工程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展原料预处理:根据原料到厂的含水分量,经过晾晒或者烘干等系统,使水分到达5%以下,才能进入下一道工序。氧化锰矿复原焙烧得到一氧化锰再进一步磨粉;碳酸
6、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,经一次压滤固液别离,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,硫酸锰溶液参加电解添加剂,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,控制各种工艺指标到达工艺要求,即可获得电解金属锰产品。.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/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/%MnCSP
7、SiSeFe不小于不 大 于DJMnD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%.3工艺流程图电解金属锰的生产工艺流程详见图21。干 燥包 装剥 离入库待售电解金属锰99.8%钝 化清 洗阴极板清 理抛 光重复利用合格液池电 解阳极液池综合利用渣 场三次压滤压添加剂废水处理池下层液硫 化二次压滤压静 置浸出、氧化、中和一次压滤硫化剂制酸硫磺碳酸锰矿粉硫酸氨水氧化剂或空气二氧化锰矿复原焙烧滤 渣阴极板图2-1 金属锰生产工艺流程图.4主要生产技术指标工程主要生产技术指标见表22。表2-2 工程主要技术指标表序号指标名称单位数量一性能保证指标总
8、锰回收率碳酸锰%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%3电流效率%65704阴极板电流密度A/m23203805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) 压滤系统固与液别离、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) 产品处理系统电解24小时后取锰板、换新板、钝化、冲洗
9、、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;原料储存和制备系统3.2.1 碳酸锰MnCO3和二氧化锰MnO2分别设计有MnCO3和MnO2矿,二个月的露天晾晒堆场,一个月封闭式库房。温暖季节通过自然枯燥,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,尽快翻开晾晒,移存入库。3.2.2 硫酸H2SO4 硫酸H2SO4储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温,钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品平安储存方式,储罐设计一个,存量2000吨,4天使用量,硫酸的含量98%。3.2.3 氨水氨水储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温
10、,钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品平安储存方式,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,进入盘管冷却器进展降温。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、硫酸铵、硫化钡、硫化铵、固体硫磺等化工用品,分别按不同化学性质类别的平安标准储存要求,储存在化工用品仓库,仓库设置有通风、防火、防腐、防渗、防
11、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用量时间吨产品单耗吨产品年耗MnCO3碳酸锰粉Mn27%77625吨90天284625吨MnO2二氧化锰Mn35%20250吨90天74250吨H2SO4硫酸98%2000吨4天2吨平均值160000吨NH3H20氨水5%-10%4000m38天100kg氨8000吨SDD福美钠95%75吨30天10kg800吨SeO2二氧化硒98%15吨30天2kg160吨水玻璃工业级15吨30天2kg160吨磷酸工业级15吨30天2kg160吨无铬钝化剂工业级15吨30天待定(NH3)2SO4硫酸铵工业级待
12、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S96%17100吨90天62700吨3.2.6 原料制备系统二氧化锰、碳酸锰、硫磺制酸3.2.6.1 二氧化锰MnO2制备成一氧化锰MnO。 首先,得把外运入库的含Mn35%、粒度10mm、水份5%以上的二氧化锰矿,用装载机送入料仓,再经皮带计量称,定量送至天然气加热的圆筒烘干机烘干,使水份5%以下,与含固定碳70%的复原煤添加量15-20%混合均匀,送进多管竖式焙烧炉进展复原,复原温度控制在750-850之间,复原率可到达95%以上,经冷却降温至50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+
13、 C加热850MnO+COMnO2+ CO加热850MnO+CO2 在复原的同时:Fe、Co、Ni、Zn、Cu等氧化物也被复原,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,技术要先进属自主创新,环保要清洁,复原率高,操作简单可控,投资少,运营本钱低,在国内已广泛应用于大工业生产。3.2.6.2 碳酸锰粉MnCO3制备首先把外运入库的含Mn27%、水份5%以上、粒度30mm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5%以下入仓,开场磨粉。3.2.6.3 制
14、粉一氧化锰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,粗粉返回到稳流仓进入辊压机及配套系统连续进展生产,粉尘收集率99.8%以上,运行稳定,操作简单可控,但,在设计中要考虑碳酸锰矿和一氧化锰穿插使用该设备的相关配套装置。采取5天加工碳酸锰粉6000吨,换一天加工一氧化锰矿1200吨。同时,配套两个1500吨碳酸锰粉料仓系统和一个1500吨一氧化锰粉料仓系统。为了降低噪音,最好
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