【文章內(nèi)容簡介】 硫酸等污染物，同時還產(chǎn)生廢礦渣，如果處理不好，污染環(huán)境；在技術(shù)上，目前的技術(shù)生產(chǎn)硫酸錳成本高，尤其是錳礦中的錳回收率不高，對廢水的錳回收仍處于探索階段。因此，專家呼吁，有關(guān)方面應(yīng)加大對硫酸錳技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)，要在提高回收率、降低生產(chǎn)成本、減少污染排放上下功夫，不斷提高國產(chǎn)硫酸錳生產(chǎn)的技術(shù)含量，增加企業(yè)的競爭力，滿足市場需求。，當(dāng)市場需要時，也可濃縮結(jié)晶生產(chǎn)一水硫酸錳產(chǎn)品?！°U銀渣（%、%、Ag1919g/t），是鉛鋅企業(yè)提取鉛，回收Se、Ag的理想原料。中國在全球鉛鋅產(chǎn)業(yè)鏈中處于重要地位。但與鉛鋅生產(chǎn)、消費大國不相適應(yīng)的是，中國在全球競爭中的優(yōu)勢并不明顯，特別是當(dāng)前國內(nèi)鉛鋅礦產(chǎn)資源保證程度下降、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、冶煉企業(yè)利潤空間縮小以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力嚴(yán)重削弱。鉛的主要消費領(lǐng)域是蓄電池、電纜護套、氧化鉛和鉛材，其中汽車蓄電池是鉛消費的最大領(lǐng)域。中國是世界上金屬鉛儲量較為豐富的國家，同時中國也是全球最大的精鉛生產(chǎn)國和僅次于美國的第二大精鉛消費國。 　　近年國內(nèi)鉛鋅市場整體供求依然保持供不應(yīng)求的局面，變化最大的是進出口量的波動。而從產(chǎn)銷對比情況看，消費需求呈現(xiàn)出逐步放大跡象的同時，產(chǎn)量增長速度開始放緩。3　生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品方案 根據(jù)湘西地區(qū)電解錳陽極渣產(chǎn)生量情況，本項研究確定項目年處理電解錳陽極渣7萬噸，進行綜合利用。 生產(chǎn)規(guī)模－1。－1　本工程生產(chǎn)規(guī)模序號產(chǎn)品名稱規(guī)　格年產(chǎn)量單價一年處理電解錳陽極渣60000t（干）2800元/t(干計)二主產(chǎn)品1硫酸錳溶液（以Mn含量計）Mn2+≧231783m31100元/m3三副產(chǎn)品1含鉛銀渣%、%、Ag1919g/t（干）(干計)　產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，－1－1　本工程產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號指標(biāo)項目指　　標(biāo)備　　注1工業(yè)硫酸錳（）≥%2硫酸錳（以Mn計）≥%3鐵（Fe）≤%4氯化物（Cl）≤%5水不溶物≤%6PH～ 產(chǎn)品硫酸錳溶液本項目產(chǎn)出的硫酸錳溶液質(zhì)量符合金屬錳電解新液的質(zhì)量要求，其多元素分析為：Mn≥ g/l，F(xiàn)e總≤10mg/l、Zn≤1mg/l、Ni≤、Co≤ mg/、As≤1mg/l、Cu≤1mg/l。 鉛銀渣本項目浸出—渣三次逆流水洗后產(chǎn)出的鉛銀渣，%、%、Ag1919g/t、%。 4 廠址選擇及建設(shè)條件 廠址選擇花垣縣位于湖南省的西北部，是湖南省的西大門，地處云貴高原東緣，武陵山脈中段。東南臨吉首市，南接鳳凰縣，東北連保靖縣：西部、西北部與貴州松桃苗族自治縣和四川秀山縣連接，地理坐標(biāo)東經(jīng)109176。15′~109176。38′之間，北緯28176。10′~28176。38′之間，平均海拔288m，。花垣縣工業(yè)園位于花垣縣城—花垣鎮(zhèn)西部，南起吉茶高速、319國道，北至花垣河，東起張花高速、209國道，西至龍洞村塞卡地村西側(cè)的蜜糖坡大地坡所依托的連綿山體。 km2， km2。湖南東方礦業(yè)有限責(zé)任公司正在建設(shè)的15萬噸/a電解金屬錳項目在花垣縣工業(yè)園西部，創(chuàng)業(yè)大道西端，占地面積500畝。本項目為湖南東方礦業(yè)有限責(zé)任公司承辦的廢渣利用項目，項目建在公司生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)，位于公司的西北部。人流、物流由創(chuàng)業(yè)大道西端進入廠區(qū)，（19000 m2）。 建設(shè)條件 資源條件湖南東方礦業(yè)有限責(zé)任公司年產(chǎn)15萬噸金屬錳屬在建項目，2015年底將全部建成投產(chǎn)，本企業(yè)自產(chǎn)陽極渣15000噸/年。2010年“錳三角”地區(qū)花垣縣電解錳企業(yè)15家，生產(chǎn)能力30萬噸/年，；重慶秀山縣電解錳生產(chǎn)企業(yè)18家，生產(chǎn)能力23萬噸/年。貴州松桃縣電解錳企業(yè)11家，生產(chǎn)能力34萬噸/年。2010年錳電解在建項目松桃18萬噸/年，花垣15萬噸/年。湘西州剔除花垣縣外，尚有瀘溪、保靖和吉首三縣市電解錳企業(yè)21家，生產(chǎn)能力47萬噸/年，2010年實際產(chǎn)量30萬噸/年。可見，如電解錳陽極渣的產(chǎn)生量按電解錳總產(chǎn)量的10%計算，“錳三角”。項目可研前調(diào)查表明：目前該渣全部銷售給錳鐵合金廠（每噸陽極渣1450~1500元/t），生產(chǎn)錳鐵合金。采用該方法處理陽極渣，污染問題嚴(yán)重，湘西自治州環(huán)保局關(guān)于《湘西自治州危險廢物污染整治方案》規(guī)定，屬禁止行為。已禁止陽極渣用于錳鐵冶煉。本項目采用濕法回收陽極渣中的錳生產(chǎn)硫酸錳，同時將鉛、銀富集在鉛銀渣中，用于鉛冶煉原料，并回收銀，實現(xiàn)了資源綜合回收，消除重金屬污染，項目為危險廢渣綜合利用,符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。本項目的原料為錳電解陽極渣的供應(yīng)、采購占有絕對的地理優(yōu)勢。項目所用的硫酸，花垣縣硫酸的生產(chǎn)能力有~60萬噸/a，如三立20萬噸/a，太豐20萬噸/a。所用還原劑，每年消耗11286t，單價1950元/t，由長沙地區(qū)采購。項目所在工業(yè)園區(qū)水電供應(yīng)可滿足本項目需求。 交通條件本項目選址花垣縣工業(yè)園區(qū)創(chuàng)業(yè)大道西端。湖南東方礦業(yè)有限責(zé)任公司15萬噸/年電解金屬錳項目內(nèi)。吉茶高速和張花高速穿園而過，209和319國道在此交匯，距貴州大興機場74km，距吉首火車站73km，距秀山火車站71km，交通十分便利。 自然條件 地形地貌花垣縣屬武陵山區(qū)，地形以原地貌為主，層巒起伏，溪河交錯，以多山多水為特點。地勢東低西高，由東南向西北傾斜，最低海拔為210m，山勢呈丘狀起伏，地層發(fā)育齊全，構(gòu)造復(fù)雜多樣，光、熱、水、土條件尚好，礦產(chǎn)資源豐富，適宜發(fā)展糧、林、牧、經(jīng)濟作物和礦業(yè)生產(chǎn)?？h境內(nèi)地貌類型多樣，有山地、丘陵、崗地、平原等。由于碳酸鹽巖分布廣泛，全縣形成各種溶蝕谷地、溶蝕塵洼地、漏斗、溶洞、石筍、溶溝、地下暗河等巖溶地貌。花垣縣位于東部華夏系構(gòu)造三個一級隆起地帶、南西端武陵山二級隆起地帶的中段，為構(gòu)造中常區(qū)，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺平緩?？h城區(qū)斷裂帶主要屬于張扭性斷裂帶，斷層內(nèi)普遍見到方解石脈和少量石英脈充填?？h城內(nèi)規(guī)劃區(qū)用地以第四紀(jì)覆蓋層為主，主要巖性為殘坡積層，上部為棕色粘土、砂質(zhì)粘土、砂質(zhì)壤，下部為砂層、沙礫石層。建設(shè)場地為低山丘陵地帶，用地基本呈矩形走向為東北—西南、用地范圍內(nèi)中部地勢較低，東北、西南兩側(cè)地勢較高，整個場地海拔標(biāo)高在283m～371m。根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2001年2月發(fā)布的“中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖”(GB183062001)查得：。 氣象花垣縣境地處屬平壩河谷氣候區(qū)，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，具有明顯的大陸性氣候特征。境內(nèi)氣候溫和，四季分明。春溫多變，受冷空氣侵襲頻繁。嚴(yán)寒期短，夏熱期不長。雨量充沛，但季節(jié)分配不勻。垂直氣候變化明顯，地域小氣候差異大，災(zāi)害性天氣常有發(fā)生。有關(guān)縣城部分氣象要素統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下表：根據(jù)湖南省地面氣象資料，花垣縣主要氣象資料如下：年平均氣溫 ℃年極端最高氣溫 ℃年極端最低氣溫 ℃年平均降雨量 一日最大降雨量 年平均氣壓 年平均日照時數(shù) 年平均蒸發(fā)量 年平均相對濕度 81%年平均風(fēng)速 最大風(fēng)速 22m/s年最多風(fēng)向及頻率 NNE13%年積雪最大深度 18cm，采用雙回路10kV供電，一用一備。在廠區(qū)新建一座10kV變配電所，供本項目用電，供電有保證。花垣縣通訊、有線電視設(shè)施較完備，通訊、寬帶網(wǎng)電纜、有線電視電纜已敷設(shè)至廠區(qū)附近，能滿足本工程建設(shè)要求。 給水排水條件本項目給水水源由工業(yè)園供水系統(tǒng)供給，另外在廠區(qū)北面設(shè)零時供水站，從花垣河取水（~750m）打入廠區(qū)高位池，作為廠區(qū)備用水源。本工程排水采用雨污分流排水體制，處理后排入到15萬噸/a電解金屬錳廢水處理站。工業(yè)生產(chǎn)無廢水外排，沉清后回用于生產(chǎn)車間。事故時排廢水池，事故排除后回用于車間。5 工程技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案及設(shè)備選擇 總述 工藝選擇基本原則a) 有較高的金屬回收率；b) 工藝流程通暢，生產(chǎn)成本較低；c)無有害氣體排放，循環(huán)利用廢水無生產(chǎn)污水排放，實現(xiàn)無污染生產(chǎn)。 工藝技術(shù)方案選擇目前電解錳陽極渣利用主要有三種成熟的方法：a）有機物高溫還原焙燒法，將高價的錳還原為低價錳，再用硫酸浸出，主要問題是能耗高，容易造成煙氣的二次污染。b）硫化礦浸出法，因礦石中含有大量的硅石和鈣質(zhì)，浸出后的溶液和渣中雜質(zhì)含量高，鉛在浸出渣中沒有富集含量太低，不適合用于鉛的冶煉.。c）還原劑浸出法，錳的浸出率高，浸出率在97%以上，浸出后渣中的鉛含量大于34%，同時富集了陽極渣中的銀、硒，還原劑中無重金屬等有害雜質(zhì)，產(chǎn)品硫酸錳的純度高。還原劑浸出工藝具有如下特點：1) 與冶煉錳鐵工藝相比，消除了含鉛煙氣對環(huán)境的污染；2) 與有機物焙燒工藝相比，降低了能耗，消除煙氣對環(huán)境的污染；3) 與硫化礦浸出相比，減少了雜質(zhì)的含量，提高了產(chǎn)品的純度和鉛銀渣中鉛、銀、硒的品位；4) 提高了錳的總回收率，降低了生產(chǎn)成本；5) 可以實現(xiàn)鉛的回收，同時也在渣中富集了錫、銀和硒等稀貴金屬；6)硫酸錳溶液質(zhì)量有保證，優(yōu)于錳礦產(chǎn)出的浸出凈化液質(zhì)量，有利于Ag、Se的回收；因此，綜合考慮環(huán)保、能耗、技術(shù)指標(biāo)、資源綜合回收利用率方面因素，本次工程生產(chǎn)采用硫酸、還原劑浸出法生產(chǎn)工藝。 生產(chǎn)原理打碎后的濕陽極渣，由圓盤給料機加入濕球磨機內(nèi)進行球磨，粒度小于100目，在調(diào)漿桶內(nèi)用水配成漿料，加入硫酸和還原劑，在亞硫酸根的還原作用下，把四價和六價的錳還原為二價錳，形成硫酸錳溶液，滿足金屬錳電解溶液質(zhì)量要求；陽極渣中的Pb、Ag、Se、Sn等元素富集在渣中。把含硫酸錳的水溶液經(jīng)過提純、凈化處理后溶液作為本公司15萬噸/年錳電解使用。反應(yīng)的化學(xué)方程式主要如下：還原浸出: MnO2 + H2SO3 = MnSO4 + H2O PbO + H2SO4 = PbSO4 ↓+ H2O H2SeO3 + 2SO2 + H2O= H2SO4 +Se↓ 生產(chǎn)車間工藝技術(shù)方案 生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝見圖51。含鉛陽極渣 打 碎 球 磨 還原劑、硫酸 還原浸出、過濾 浸出渣 洗水 浸出液 凈化劑 三次逆流水洗、過濾 凈化除雜、過濾 洗水 鉛銀渣 凈化液 凈化渣 （出售給鉛冶煉廠） 送金屬錳電解 圖51 陽極渣處理生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝技術(shù)說明根據(jù)陽極渣的特性和成分特點，本工程擬采用還原劑還原浸出方法，提取陽極渣中的錳，同時富集渣中的鉛銀工藝。根據(jù)閉路循環(huán)試驗的試驗指標(biāo)進行以下工藝說明：a) 打碎 從電解錳廠汽車運輸進廠的陽極渣中水分含量在～20%左右，在磨礦前需要進行打碎到粒度≤80mm，然后加入到圓盤給料倉，由圓盤給料機加入到濕球磨機內(nèi)。b) 濕球磨 調(diào)漿在濕式球磨機內(nèi)加入水，將陽極渣磨到粒度100目，礦漿流入調(diào)漿桶內(nèi)調(diào)漿。以滿足浸出液固比的要求，礦漿打入浸出槽浸出。c) 浸出、過濾在浸出反應(yīng)槽中將陽極渣和水按1：（34）的質(zhì)量比攪拌混合均勻，加入適量的硫酸、還原劑，用蒸汽將反應(yīng)液加熱到70℃90℃，反應(yīng)58小時，錳的浸出率達到97%以上后，浸出反應(yīng)結(jié)束，進入過濾工序。過濾后的浸出渣用水逆流洗滌三次（漿化洗滌），漿化洗滌液固比2:1，溫度40~50℃。洗水返回礦漿調(diào)漿，洗渣為鉛銀渣出售。d) 溶液凈化產(chǎn)出的浸出液（清液）含Mn≥105g/l，打入凈化槽中開動攪拌，加入凈化劑（硫化銨），加入氨水調(diào)溶液pH6~7，過濾、產(chǎn)出的清液送公司15萬噸金屬錳電解，凈化渣與鉛銀渣混合出售給鉛冶煉企業(yè)。 工藝主要技術(shù)參數(shù) 原輔材料及動力消耗 原輔材料種類、用量、來源及動力消耗（以送電解的溶液中每噸金屬錳計）序號原料名稱規(guī)格單耗量t/t(Mn）年耗量t/a來源一主要原輔材料1含鉛陽極渣%60000錳三角湘西2硫酸≥98%花垣3還原劑≥85%11286長沙4凈化劑（液）(NH4)2S≥8%株洲5鍋爐用煙煤≥5000大卡/kg5016新化二動力消耗1水補充水251400工業(yè)園自來水2電380V工業(yè)園電網(wǎng) 物料平衡分析根據(jù)項目的工藝流程及原輔材料消耗情況，產(chǎn)品的產(chǎn)量情況，本項目工藝流程水平衡見圖52。，.。含鉛陽極泥（粉）75000t含水20%，水15000t 蒸汽冷凝水10800m3球磨、還原浸出、過濾 還原劑11286t 浸出渣 浸出液231759m3 三次逆流漿化水洗、過濾 凈化、過濾