1.本发明涉及冶金工程领域，具体涉及一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺及设备。
背景技术：
2.目前生产锰和二氧化锰方法主要有化学法和电解法.电解法因具有设备简单、操作安全、产品较纯净等诸多优点而被广泛采用.而电解法制备锰或二氧化锰主要是以硫酸锰或氯化锰为电解液体系。由于电解锰加工的工艺特点，使得在制合格电解液的过程中，矿石里的钙、镁同时溶入液相之中，使硫酸铵的溶解度急剧下降，使系统中会产生硫酸铵、硫酸镁和硫酸锰的复盐，复盐的饱和度逐渐增加从而形成结晶体，在后续电解的各工序中不断析出。
3.目前每生产一吨金属锰约产生硫铵复盐约1.2吨，年产生量达80万吨，全部在渣场堆存，不仅浪费资源，而且还给环境带来风险，严重制约着企业长远发展，是企业亟待解决的大问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种从源头遏制硫铵复盐结晶，从而取消清理、转运、堆存、处理等工序，同时使电解锰中性液净化，稳定电解锰生产工艺，提高电效率和产品质量，又能得到镁产品，降低电解锰生产成本的电解锰中性液萃取除镁净化工艺及设备。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明的一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，包括以下步骤：
7.步骤1、备料，选用中和经压滤后的电解锰中性液作为原料；
8.步骤2、五级串联离心萃取，原料通入五级串联离心萃取机内，通入萃取剂进行萃取，分离出轻液与重液；
9.步骤3、重液储存，步骤2中的重液储存备用；
10.步骤4、轻液反萃，步骤2中的轻液通入反萃槽内，然后加入反萃剂进行反萃，生成再生萃取剂与萃余液；
11.步骤5、再生萃取剂返回步骤2，作为步骤2中的萃取剂使用；
12.步骤6、萃余液固液分离，分离出的固体为碱式碳酸镁产品，液体为清液硫酸铵；
13.步骤7、固液分离后产生的清液硫酸铵与重液混合；
14.步骤8、生成除杂后电解锰中性液。
15.优选地，上述步骤2中的萃取剂为二甲苯与甲基异丁酮；上述步骤4中的反萃剂为碳酸氢铵或氨水和二氧化碳。
16.优选地，上述步骤2中的萃取过程如下：
17.镁离子：
18.钙离子：其中hr为萃取剂。
19.优选地，上述步骤2中分离出的重液为硫酸铵锰液，锰含量为40g/l，硫酸铵含量为110g/l。
20.一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，包括五级串联式离心萃取机、反萃槽、卧式螺旋离心机和中性液池；其中：上述五级串联式离心萃取机包括五个离心萃取单元、连接管、萃取剂进管、物料进管、重液出管和轻液出管；五个上述离心萃取单元用连接管依次连通连接，位于一端的离心萃取单元上设置有萃取剂进管和物料进管，另一端的离心萃取单元上设置有重液出管和轻液出管；上述萃取剂进管和轻液出管分别与反萃槽连接；上述重液出管与中性液池连接；上述反萃槽和中性液池分别与卧式螺旋离心机连接。
21.优选地，上述反萃槽包括槽体、溢流板、反萃室、澄清室和搅拌装置；上述槽体的内部固定连接有溢流板，溢流板将槽体分隔为体积相同的反萃室与澄清室；上述溢流板的高度低于槽体的高度；上述搅拌装置设置在反萃室的内部；上述反萃室的侧壁上设置有物料进管用于通入反萃剂；上述萃取剂进管插入澄清室内部；上述轻液出管与反萃室连通固定连接；上述卧式螺旋离心机的进料口通过管道与反萃室的底部连通连接，并在管道上设置有电磁阀。
22.优选地，上述卧式螺旋离心机的液体出料口通过管道与中性液池连通固定连接，该管道上设置有硫酸铵提升泵，提升方向为从卧式螺旋离心机到中性液池；上述萃取剂进管上设置有萃取剂提升泵，提升方向为从反萃槽到五级串联式离心萃取机。
23.优选地，上述搅拌装置包括电机、转轴和叶片，电机的输出轴与转轴同轴固定连接，转轴上固定连接有叶片。
24.本发明的有益效果在于：从源头遏制硫铵复盐结晶，从而取消清理、转运、堆存、处理等工序，同时使电解锰中性液净化，稳定电解锰生产工艺，提高电效率和产品质量，又能得到镁产品，降低电解锰生产成本。
附图说明
25.图1：本发明的结构连接示意图；
26.图2：本发明五级串联式离心萃取机的立体结构示意图；
27.图3：本发明反萃槽的结构示意图；
28.图4：本发明的工艺流程图；
29.图中：1-五级串联式离心萃取机、2-反萃槽、3-卧式螺旋离心机、4-中性液池、5-萃
取剂提升泵、6-硫酸铵提升泵、7-电磁阀、11-离心萃取单元、12-连接管、13-萃取剂进管、14-物料进管、15-重液出管、16-轻液出管、21-槽体、22-溢流板、23-反萃室、24-澄清室、25-搅拌装置。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
31.实施例：如图1-4所示，一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，包括以下步骤：
32.步骤1、备料，选用中和经压滤后的电解锰中性液作为原料；
33.步骤2、五级串联离心萃取，原料通入五级串联离心萃取机内，通入萃取剂进行萃取，分离出轻液与重液；
34.步骤3、重液储存，步骤2中的重液储存备用；
35.步骤4、轻液反萃，步骤2中的轻液通入反萃槽内，然后加入反萃剂进行反萃，生成再生萃取剂与萃余液；
36.步骤5、再生萃取剂返回步骤2，作为步骤2中的萃取剂使用；
37.步骤6、萃余液固液分离，分离出的固体为碱式碳酸镁产品，液体为清液硫酸铵；
38.步骤7、固液分离后产生的清液硫酸铵与重液混合；
39.步骤8、生成除杂后电解锰中性液。
40.上述步骤2中的萃取剂为二甲苯与甲基异丁酮；上述步骤4中的反萃剂为碳酸氢铵或氨水和二氧化碳；萃取过程如下：
41.镁离子：
42.钙离子：其中hr为萃取剂。
43.上述步骤2中分离出的重液为硫酸铵锰液，锰含量为40g/l，硫酸铵含量为110g/l。
44.一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，包括五级串联式离心萃取机1、反萃槽2、卧式螺旋离心机3和中性液池4；其中：上述五级串联式离心萃取机1包括五个离心萃取单元11、连接管12、萃取剂进管13、物料进管14、重液出管15和轻液出管16；五个上述离心萃取单元11用连接管12依次连通连接，位于一端的离心萃取单元11上设置有萃取剂进管13和物料进管14，另一端的离心萃取单元11上设置有重液出管15和轻液出管16；上述萃取剂进管13和轻液出管16分别与反萃槽2连接；上述重液出管15与中性液池4连接；上述反萃槽2和中性液池4分别与卧式螺旋离心机3连接。
45.其中：上述反萃槽2包括槽体21、溢流板22、反萃室23、澄清室24和搅拌装置25；上述槽体21的内部固定连接有溢流板22，溢流板22将槽体21分隔为体积相同的反萃室23与澄清室24；上述溢流板22的高度低于槽体21的高度；上述搅拌装置25设置在反萃室23的内部；
上述反萃室23的侧壁上设置有物料进管用于通入反萃剂；上述萃取剂进管13插入澄清室24内部；上述轻液出管16与反萃室23连通固定连接；上述卧式螺旋离心机3的进料口通过管道与反萃室23的底部连通连接，并在管道上设置有电磁阀7。
46.其中：上述卧式螺旋离心机3的液体出料口通过管道与中性液池4连通固定连接，该管道上设置有硫酸铵提升泵6，提升方向为从卧式螺旋离心机3到中性液池4；上述萃取剂进管13上设置有萃取剂提升泵5，提升方向为从反萃槽2到五级串联式离心萃取机1；上述搅拌装置25包括电机、转轴和叶片，电机的输出轴与转轴同轴固定连接，转轴上固定连接有叶片。
47.工作时，原料采用中和经压滤的电解锰中性液，通入五级串联式离心萃取机1中，经多级萃取，将原料分离成重液和轻液，重液为硫酸锰铵液，通入中性液池4；轻液为含钙、镁离子的有机相，即将钙、镁离子从原料中分离除杂出来；然后轻液进入反萃槽2的反萃室23中，在搅拌装置25的作用下充分与反萃剂混合，生成再生反萃剂与萃余液，再生反萃剂密度小于萃余液的密度，从溢流板22处流入澄清室24中，萃余液从反萃室23底部的管道通入卧式螺旋离心机3中进行固液分离，固体即为碱式碳酸镁产品；液体为清液硫酸铵，利用硫酸铵提升泵6通入中性液池4内；中性液池4内即为经除杂后的电解锰中性液，钙、镁离子的含量较低，不影响硫酸铵的溶液度，大大减少后续电解过程中硫酸铵、硫酸镁和硫酸锰复盐的产生。
48.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、备料，选用中和经压滤后的电解锰中性液作为原料；步骤2、五级串联离心萃取，原料通入五级串联离心萃取机内，通入萃取剂进行萃取，分离出轻液与重液；步骤3、重液储存，步骤2中的重液储存备用；步骤4、轻液反萃，步骤2中的轻液通入反萃槽内，然后加入反萃剂进行反萃，生成再生萃取剂与萃余液；步骤5、再生萃取剂返回步骤2，作为步骤2中的萃取剂使用；步骤6、萃余液固液分离，分离出的固体为碱式碳酸镁产品，液体为清液硫酸铵；步骤7、固液分离后产生的清液硫酸铵与重液混合；步骤8、生成除杂后电解锰中性液。2.如权利要求1所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，其特征在于：所述步骤2中的萃取剂为二甲苯与甲基异丁酮；所述步骤4中的反萃剂为碳酸氢铵或氨水和二氧化碳。3.如权利要求2所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，其特征在于：所述步骤2中的萃取过程如下：镁离子：钙离子：其中hr为萃取剂。4.如权利要求1所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，其特征在于：所述步骤2中分离出的重液为硫酸铵锰液，锰含量为40g/l，硫酸铵含量为110g/l。5.一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，包括五级串联式离心萃取机(1)、反萃槽(2)、卧式螺旋离心机(3)和中性液池(4)；其特征在于：所述五级串联式离心萃取机(1)包括五个离心萃取单元(11)、连接管(12)、萃取剂进管(13)、物料进管(14)、重液出管(15)和轻液出管(16)；五个所述离心萃取单元(11)用连接管(12)依次连通连接，位于一端的离心萃取单元(11)上设置有萃取剂进管(13)和物料进管(14)，另一端的离心萃取单元(11)上设置有重液出管(15)和轻液出管(16)；所述萃取剂进管(13)和轻液出管(16)分别与反萃槽(2)连接；所述重液出管(15)与中性液池(4)连接；所述反萃槽(2)和中性液池(4)分别与卧式螺旋离心机(3)连接。6.如权利要求5所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，其特征在于：所述反萃槽(2)包括槽体(21)、溢流板(22)、反萃室(23)、澄清室(24)和搅拌装置(25)；所述槽体(21)的内部固定连接有溢流板(22)，溢流板(22)将槽体(21)分隔为体积相同的反萃室(23)与澄清室(24)；所述溢流板(22)的高度低于槽体(21)的高度；所述搅拌装置(25)设置在反萃室
(23)的内部；所述反萃室(23)的侧壁上设置有物料进管用于通入反萃剂；所述萃取剂进管(13)插入澄清室(24)内部；所述轻液出管(16)与反萃室(23)连通固定连接；所述卧式螺旋离心机(3)的进料口通过管道与反萃室(23)的底部连通连接，并在管道上设置有电磁阀(7)。7.如权利要求6所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，其特征在于：所述卧式螺旋离心机(3)的液体出料口通过管道与中性液池(4)连通固定连接，该管道上设置有硫酸铵提升泵(6)，提升方向为从卧式螺旋离心机(3)到中性液池(4)；所述萃取剂进管(13)上设置有萃取剂提升泵(5)，提升方向为从反萃槽(2)到五级串联式离心萃取机(1)。8.如权利要求6所述的一种电解锰中性液萃取除镁净化设备，其特征在于：所述搅拌装置(25)包括电机、转轴和叶片，电机的输出轴与转轴同轴固定连接，转轴上固定连接有叶片。
技术总结
本发明公开一种电解锰中性液萃取除镁净化工艺，包括以下步骤：备料、五级串联离心萃取、重液储存、轻液反萃、再生萃取剂、萃余液固液分离，分离出的固体为碱式碳酸镁产品，液体为清液硫酸铵、固液分离后产生的清液硫酸铵与重液混合、生成除杂后电解锰中性液。其中：五级串联式离心萃取机上萃取剂进管和轻液出管分别与反萃槽连接；重液出管与中性液池连接；反萃槽和中性液池分别与卧式螺旋离心机连接。有益效果：从源头遏制硫铵复盐结晶，从而取消清理、转运、堆存、处理等工序，同时使电解锰中性液净化，稳定电解锰生产工艺，提高电效率和产品质量，又能得到镁产品，降低电解锰生产成本。降低电解锰生产成本。
技术研发人员：贾天将 段锋 宋正平 张志华 孙杨 刘宁
受保护的技术使用者：宁夏天元锰材料研究院（有限公司）
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2022/12/29
声明：
“电解锰中性液萃取除镁净化工艺及设备的制作方法” 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。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：宁夏天元锰材料研究院（有限公司）
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