Способ переработки марганецсодержащей пыли ферросплавных электропечей

СОЮЗ СОВЕТСЙИХЙИИ ЮМешик СПУБЛИН 105443 З(511 С 22 В 4/00 ва орполиени д и 12,ганро рта ой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 3382602/22-02(71) Грузинский ордена Ленина идена Трудового Красного Знаменитехнический институт им В. И, Лна(56) 1. Агладзе Р. И, Рациональныспособ обработки марганцевых рушламов.-"Горныйжурнал", 1939,В.с. 39.2. Садунишвили .ОС. и др. Исслванне возможности применения марцевой пыли в качестве сырья дляизводства электролитического маганца. Материалы П республиканскнаучно-технической конференции,г, Зестафони, 978, с. 247,ТЕНИН,.зги,:,. Я(54)(5) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЕЦ СОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛИ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ ,включающий выщелачивание .раствором серной кислоты в присутствии восстановителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения условий труда, выщелачивание проводят с использованием в качестве восстановителя смеси раствора сульфита натрия и серной кислоты в соотношении (1,1-1,38).:1 и соотношении сульфита натрия к суммарному количеству сер-ной кислоты 1: (1,16" 1,42), марган. ца пыли к сульфиту натрия 1:(4,09- 4-74).Примеры 4 Растворы 1 1 2 Зб Зб 36 36 36,16,7 16,7 6,7 30,69 36,2 444,8 30,69 136,2 30, 56 136,2 30,69, 30 ф 56136112 1 Збз 2 НАДБОгНО,млРас твор-восстановитель, мп 431,3 372,8 330 372,8 Ф Раствор йа 250, г Ма 2503, млН 5,1,1, г 71 ф 17 69,0 59,65 52,8 59,65 27,2 29,6 49,99 54,17, 27,2 27,2 27,2 49,99 49,99 49,78 1 1054Изобретение относится к гидрометаллургическим процессам, в частности к способам переработки пыли ферросплавного производства.Известен способ, переработки мар 5 ганцевых,руд и шламов выщелачиванием отработанным электролитом, содержащим серную кислоту, с применением в качестве восстановителя сернистого газа для растворения высоковалент ных окислов марганца, содержащихся в марганцевой руде и шламе, при температуре "50-80 С 1 ".Недостаток этого способа заключается в том, что процесс необходимо осуществлять с использованием токсичного и вредного сернистого газа при относительно высокой температуре, что ухудйает условия труда и осложняет процесс. 20Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ переработки марганцесодержащей пыпи ферросплавных электропечей путем вьпцелачивания анолитом,содержащим серную кислоту, в присутствии восстановителя, в качестве которого используют сернистый ангидрид, для растворения высоковалентных окислов марганца, содержащихся в пыли, при температуре 80 оС и рН раствора 1,5- 2 23Недостатком способа является необходимость осуществления процесса при повьппениой температуре (80 С) в ре 4 5. зульта 7 е чего основная часть сернистого газа испаряется из раствора и . не используется в процессе, что ухудПыль ферросплавных печей, г Раствор серной кислоты,мп 16,7 16,7 437 2шает условия труда и вызывает непроизводительный расход восстановителя.Кроме того, процесс осложняется ввиду наличия трудоемкой операции подогревания раствора до температуры 80 С, что требует дополнительногоорасхода электроэнергии и специального оборудования ; а применение сернистого газа требует специальных мер защиты при его использовании, хранении и транспортировании.Цель изобретения - упрощение процесса при высоком извлечении марганца из пыли в раствор и улучшение условий труда.Цель. достигается тем, что согласно способу переработки марганецсодержащей пыли ферросплавных электропечей, включающему вьпцелачивание раствором серной кислоты в присутствии восстановителя, вьпцелачивание проводят с использованием в качестве восстановителя смеси водного раствора сульфита натрия и серной кислоты в соотношении (1,1-1,38):1 и соотношении сульфита натрия к суммарному количеству серной кислоты 1:(1,16- 1,2), марганца пыли к сульфиту натрия 1:(4,09-4,74).Процесс извлечения марганца из пыли в раствор ведут при соотношении сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной смеси 1:1,42-1:1,16 при комнатной температуре и остаточном рН раствора 1-3В табл.1 и 2 приведены результаты вьпцелачивания пыли ферросплавных печей.Т аблица 116 35А1 Нет Нет Нет Нет Нет Растворы 6 36 3 6,7,78 49,49,78 90 14026,29 26 27,0 34 29,5 5 460 472 ьтрат, мл 5 гМп по анализу,л Фильтрат, млМп, % извлечения Н 2504(1Мл пыли Ка 50 Мау 50 гН ф 0(2 гМа 50Н 250(1+Н 250(д)ИО 230 ЗРастворн э(о 50 в фильтрате,Остаточное рН раствора 1 Время выщелачивания, ч Пыль. ферросплавныпечей, гРаствор сернойкислоты мл аствор-восстановит Раствор Иа 250,гйа 50, млН 250(2),г Концентрауия растворМа 502 3 л гМп по анализу,л 1 2,1434,8 55,9227,249,78 1 2,1 4,09а 50 э . г Фч - . 4В 250(11+ Н 250( г 1,27 1,34,1,4 3 2 4 4 Время выпееачиванияя на статочное рН раствора Из приведенных в табл, 1 результатов видно, что при соотношении суль фита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционной смеси 1:1,42- 1:1,16 извлечение марганца из пыли в раствор составляет 96,6-91,1% (табл,1, примеры 2-4),ВыхЬдить за пределы вышеука ных соотношений нежелательно, т как при соотношении сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме ре- акционной смеси 1:1,52 и 1:1,13 из О влечение марганца из льсти в раствор уменьшается до 89,49%-89,07%(табл, 1, примеры 1 и 5).На остаточное значение рН раствора, полученное в результате вьпцелачи вания пыли, влияет и концентрация раствора Ма 50 ,используемого для приготовления раствора-восстановителя ,и,соответственно соотношение 1 д 2 509 . ЙС 2 ВО 5 Д9у ги .Оо"ОфН БО й ВОг О(11- а И+ 2 ф(О (см. табл.2, примеры 6-9).Как видно из табл. 2, концентрация раствора Ма 50, применяемого для приготовления раствора-восстановителя, влияет и на степень извлечения марганца из пьщи в раствор путем вьпцелачивания. При концентрации раствора йа 50 З 140, 150, 170 и 90 г/л степень извлечения марганца уменьшается и соответствует 83,09, 84,95, 82,61 и 78,9% (табл 2, примеры 6-9), а при концентрации раствора а 50160 г/л степень извлечения марганца из пйлй в раствор 96,6% (табл,2, пример 3);П р и м е р 1. Восстановитель готовят следующим образом.В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрия (концентрация 160 г/л ) в количестве 330 мл, в котором раст-, ворено 52,8 г сульфита натрия. Раствор .сульфита натрия готовят из безводного Ма 50 З, Затем туда же вливают 27,2 мл технической серной кислоты с удельным весом 1,838 г/см3, (49,99 г). 1Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раствор, составляет 1,06:.Всего приготовлено 357,2 мл вос становителя.Вьпцелачинание пыли проводят лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием54437 1 ОПосле завершения процесса выщелачивания остаточная кислотность раствора соответствует рН 3.Извлечение марганца иэ пыли враствор 91,1 Х,Полученный раствор содержит24,18 г/л Ип, сульфита натрия и сернистого ангидрида нет.П р и и е р 5. Восстановитель1 О готовят следующим образом,В стеклянную емкость объемом 500 мпзаливают водный раствор сульфит а натрчя(концентрация 160 г/л) в количестве444,8 мл, в котором растворено71,17 г сульфита натрия. Растворсульфита натрия готовят из безводного Ма 501. Затем туда же вливают27,2 мл технической серной кислотыс удельным весом 1,838 г/см(49,99 г).Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количествусерной кислоты, введенной в раствор,составляет 1,42:.Всего приготовлено 472 мп восстано 2 вителя,Выщелачнвание пыли проводят налабораторной установке в Фарфоровомреакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием. В Фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты (концентрация200,72 г/л) в количестве 152,9 мл,в котором содержится 30,69. гсерной кислоты, Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химический сос 35тав которой приведен в примере 1,и приливают 47 2 мл приготовленноговосстановителяСоотношение сульфита натрия к сернойкислоте во всем объеме реакционной11,Пг Йа 503 О, Ь 9 г Н ВО 1 + Е 9, 99 г Н ЭОЯ 41составляет,1: 1, 13.В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 2 ч. Послезавершения процесса выщелачивания5 Оостаточная кислотность раствора соответствует рН 3. Быщелачивание пыли проводят на лабораторной установке в Фарфоровомреакторе емкостью 1000 мп с механическим перемешиванием.В Фарфоровый реактор заливаютводный раствор серной кислоты (концентрация 200,72 г/л) в количестве152,9 мл, в котором содержится30,69 г серной кислоты. Затеи в раствор добавляют 36 г пыли, химический состав которой приведен в примере 1, и приливают 458,5 мл приготовленного восстановителя,Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакционЬЭ,О 1 г Йо 5 ОЗОЬ 9 гН 50 49 99 г Н 504 И2 (2, составляет 1 1, 16.В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 2 ч,Соотношение суль 4 ота натрия к серной кислоте во всем объеме реакционЯбвг М ВО1 ной смеси3 О,У 6 Н ВО +4918 гН ВО (составляет 1:,34,В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без доцолнительного обогрева в течение 4 ч.Послезавершений процесса выщелачиванияостаточная кислотность раствора соответствует рН 2.Извлечение марганца из пыли враствор составляет 96,67Полученный раствор содержит=2978 г/л Ип, сульфита натрия исернистого ангидрида нет,, П р н м е р 4, Восстанов.тельготовят следующим образом,Б стеклянную емкость объемом500 мл заливают водный раствор сульфита натрия с концентрацией 160 г/лВ ьохчестве 43 13 млу в которомрастворено 69,01 г сульфита натрия,Раствор сульфита натрия готовятиз безводного ИЗ 50. Затеи тудаже вливают 27,2 мл технической серной кислоты с удельным весом1,838 г/см (49,99 г),Ссотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количест"ву серной кислоты. введенной в раствор . составляет 1,38:1.Бсего приготовлено 458,5 мл восстановителя,Извлечение марганца из пыли в раствор 89,07 Же Полученный раствор содержит 55 23,43 г/л Ип, сульфита натрия и сер-. нистого ангидрида нет. П р и м е р 6. Восстановитель готовят следующим образом.12 1054437 11В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрия с концентрацией 140 г/л в количестве 372,8 мл, в котором растворено 52,19 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят из безводного йа 50 . Затем. туда же вливают 27.,2 мл .,серной кислоты ("хч") с удельным весом 1,.83 г/см 3 (49,78 г).Соотношение загруженного раство ренного сульфита натрия к количестФ ву серной кислоты, введенной в раствор, 1,05;1.Всего приготовлено 400 мл восстановителя15Выщелачивание пыли проводят на лабораторной установке в, фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиваниемВ фарфоровый реактор заливают .вод;, 20 ный раствор серной кислоты (концен- трация 199,87 г/л) в количестве .152,9 мл, в котором содержится 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химичес кий состав которой приведен в,примере 1, и приливают 400 мп приготовленного восстановителя.Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем объеме реакцион 52,19 г йщ 03ЗОРЬ гН ВО +49 18 гН ЭОф 2 4(1 ф . 2 4(2) составляет 1;1,54. В реактор вводят мешалку и процесс .выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч. После завершения процесса вьпцелачивания остаточная кислотность раствора соот ветствуетрН 1.Извлечение марганца из пыли в раствор 83,097.Полученный раствор содержит 26,29 г/л Ип.45 П р и м е р 7. Восстановитель готовят следующим, образом.В стеклянную емкость объемом500 мл заливают водный, раствор сульфита натрия с концентрацией 150 г/л в количестве 372,8 мп , в котором растворено 55,92 г сульфита натрия. .Раствор сульфита натрия готовят из безводного Ма 503, Затем туда же вливают 27,2 мл серной кислоты (фхч") 55 с удельным весом 1,83 г/см (49,78 г).Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раствор, составляет 1,12:1.Всего приготовлено 400 мл восстановителя.Выщелачивание пыли проводят налабораторной установке в фарфоровомреакторе емкостью 1000 мя с механическим перемешиванием.. В фарфоровый реактор заливаютводный раствор серной кислоты (концентрация 199,87 г/л) в количестве152,9 ют, в котором содержится30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химическийсостав которой приведен в примере 1,и приливают 400 мл приготовленноговосстановителя,Соотношение сульфита натрия ксерной кислоте во всем объеме реакцион 55;92 г Иа 90нй меи 9 О ЬгН ВО +49,18 гН ЭОг 4(1)4(2)составляет 1:1,44,В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут прн комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч.После завершения процесса вьпщелачивания остаточная кислотностьраствора соответствует рН 1.Извлечение марганца из пыли в .раствор 84,95 Х.Полученный раствор содержит27,34 г/л Мп.П р и м е р 8. Восстановительготовят следующим образом.В стеклянную емкость объемом500 мл заливают водный раствор сульФита натрия с концентрацией 170 г/лв количестве 372,8 мп, в котором растворено 63,38 г сульфита натрия,Раствор сульфита натрия готовят избезводного йа 50, .Затем туда жевливают 27,2 мл серной кислоты ("хч")с удельным весом 1,83 г/см(49,78 г).Соотношение загруженного растворенного сульфита натрия к количеству серной кислоты, введенной в раст "вор, составляет 1,27:1.1 Всего приготовлено 400 мл восста нови теля .Вьпцелачивание, пыли проводят на лабораторной установке в фарфоровом реакторе емкостью 1000 мл с механическим перемешиванием.В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты с концентрацией 199,87 г/л в количестве 152,9 мл, в котором содеритсяСоставитель Г. МельниковаТехред И. Метелева Корректор О,Тигор Редактор Л. Веселова Заказ 904/34 Тираж 627 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгдрод, ул. Проектная, 4 1310544 30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют 36 г пыли, химиче" ский состав которой приведен в примере 1, и приливают 400 мп приготовленного восстановителя. 5Соотношение сульфита натрия к серной кислоте во всем обьеме реакциЬЗЕ.г Не ЗО.90%Ь г Н ЗО +М 18 г Н 50а Ч 11г + составляет 1:1,27.В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре без дополнительного обогрева в течение 4 ч.После завершения йроцесса выщелачивания остаточная кислотность раствора соответствует рИ 2,Извлечение марганца из пыли в раствор 82,61.20Получений раствор содержит 27,01 г/л Мп.П р и м е р 9. Восстановитель готовят следующим образом.В стеклянную емкость объемом 500 мл заливают водный раствор сульфита натрия с концентрацией 190 г/л в количестве 372,8 мп, в котором растворено 70,83 г сульфита натрия. Раствор сульфита натрия готовят иэ безводного Йа 80 . Затем туда же вливают 27,2 мл серной кислоты ("хч"). с удельным весом 1,83 г/см З(49,78 г).Соотношение загруженного растворенного сульфнта натрия к количест-. ву серной кислоты, введенной в раствор, 1,42:1.Всего приготовлено 400 мл восстановителя.Выщелачивание пыли проводят иа лабораторной установке в фарфоровом40 37 14реакторе емкостью 1.000 мл с механическим перемешиванием.В фарфоровый реактор заливают водный раствор серной кислоты с кон-.центрацией 199,87 г/л в количестве152,9 мл, в котором содержится30,56 г серной кислоты. Затем в раствор добавляют Зб г пылихимический состав которой приведен в примере 1., и приливают 400 мл приготовленного восстановителяСоотношение сулъфнта йатрия к сернойкислоте во всем объеме реакционной сме 10 ВЗГ Ча 2 ЗОЭЗ 04 9 10 1104 ( Ц2 4(1)составляет 1: 1, 13,В реактор вводят мешалку и процесс выщелачивания ведут при комнатной температуре беэ дополнительного обогрева в течение 4 ч, Послезавершения процесса выщелачиванияостаточная кислотность раствора соответствует рН 3.Извлечение марганца из пылив раствор 78,9 Х.Полученный раствор содержит26,4 г/л Мп.Предложенный способ дает воэмож-,ность снизить температуру процессаи вести выщелачивание при комнатной температуре, и обеспечивает высокую степень извлечения марганцаиз пыли в раствор (96,6-91,Я ).Кроме того, предложенный способ по сравнению с известньм обеспечивает улучшение условий трудаза счет полного использования восстановителя в процессе выщелачивания пыли и уменьшения выделения сернистого газа в окружающую среду.