錳電解車間畢業(yè)設(shè)計

1、第1章 電解錳的工藝選擇和論證目前，世界上金屬錳生產(chǎn)以電解法為主，該法獲得高品位的金屬錳(Mn)99.7%，可使用的錳礦石類型和品位較廣，原料可采用碳酸錳礦，二氧化錳礦以及高爐冶煉的富錳渣等。電解法生產(chǎn)金屬錳，錳的標(biāo)準(zhǔn)電位為-1.18V，氫的標(biāo)準(zhǔn)電位為0V，從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來看，在陰極上應(yīng)該析出的是氫而不是錳，但在實(shí)際生產(chǎn)中是怎樣保證錳的優(yōu)先析出呢？這就需要我們了解錳的電積過程和由此確定的工藝及參數(shù)了。1.1 硫酸錳溶液的電積過程1.1.1 陰極反應(yīng)在錳電積的陰極區(qū)存在有Mn2+、H+、微量雜質(zhì)金屬離子Men+，通直流電時，在陰極的主要反應(yīng)有：Mn2+2e=Mn fMn2+/Mn=-1.1795

2、+0.0951Mn2+-Mn 2H+2e=H2(g) fH/H2= -0.0591PH-H2基于錳電解生產(chǎn)中均采用MnSO4NH42SO4H2O系電解液，在電積過程中，會有伴隨極化現(xiàn)象而產(chǎn)生的超電壓，使電積順序發(fā)生逆轉(zhuǎn)。在MnSO4溶液中加入氨水及(NH4)2SO4后，根據(jù)溶液的電荷平衡可知：Mn2+= H+=注：1，2分別為Mn(NH3)2+和Mn(NH3)22+配合物的生成常數(shù)，分別是6.30，20。K為NH4+的生成常數(shù)，為1.8×109，Kw為水解離常數(shù)，為10-14。MnSO4=A，(NH4)2SO4=B。繪制出MnNH3SO42-H2O系fpH圖。見圖1.1。由圖分析可知

3、： 在MnSO4NH42SO4H2O系溶液液中添加氨可增大溶液的穩(wěn)定性，及Mn2+的水解pH增大，金屬錳的電勢變負(fù)； 添加氨溶液pH增加氫電極電勢fH/H2比金屬錳fMn2+/Mn下降程度大得多，即電勢差增加，有利于Mn的優(yōu)先還原析出； 氨的增加是有限度的，對于MnSO4= (NH4)2SO4=1mol/L的溶液，NH3加入 等于0.4089mol/L。否則生成Mn(OH)2沉淀。另外，由塔菲爾公式描述：=a+bDK(DK為陰極電流密度（A/m2）,a依陰極材料與溫度的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)而定，值介于0.11.5V；b為,對大多數(shù)金屬而言，b值較于接近0.12V，可見，a值的重要性遠(yuǎn)大于b。)在實(shí)際工業(yè)生

4、產(chǎn)中，Mn可取0.02V,氫在Mn，Cu，Al，Ti，F(xiàn)e等金屬上的過電位很大，可取H2=0.62+0.0611pH+0.1222DK.。使得電解時氫的實(shí)際電位與錳接近或稍負(fù)，從而使Mn2+和H+同時在陰極。為了保證高的氫超電壓以達(dá)到高的電流效率，采用高的電流密度，較低的電解液溫度，較純的硫酸錳及添加劑等重要條件進(jìn)行電積。 圖1.1 MnNH3SO42H2O系fpH圖條件：25，A=MnSO4=1mol, B=(NH4)2SO4=1mol, FMn與線交點(diǎn)時， NH3加入=0.4089mol 金屬錳的電極過程是電化學(xué)反應(yīng)和電晶過程，晶格在電極表面不斷生長與破壞，過程十分復(fù)雜。此外，由于界面上進(jìn)

5、行電子轉(zhuǎn)移步驟一般進(jìn)行都很快，電極過程常由傳質(zhì)速度控制，這是擴(kuò)散控制，從而改進(jìn)電解槽結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化傳質(zhì)對提高錳的電積速度。1.1.2陽極反應(yīng) 目前，金屬錳一般采用PbSbSnAg四元合金作陽極。在陽極同時發(fā)生析MnO2與析O2兩個競爭反應(yīng)：MnO2+4H+2e=Mn2+2H2O fMnO2/ Mn2+=1.229-0.1192pH；O2+4H+4e=2H2O fO2/H2O=1.229-0.0591pH；MnSO4H2SO4系f溫度圖如圖1.2 所示：可見，隨著溫度升高，而且f2-f1電勢差值增大，這表明高溫有利于MnO2的優(yōu)先析出。對于電解金屬錳陽極過程，要求盡量少產(chǎn)出MnO2（又稱陽極泥），以

6、減少M(fèi)n2+的消耗和造成的電解液渾濁，故應(yīng)采取低溫、低SO42+T以及高的電流密度等技術(shù)條件，這樣對金屬錳析出有利。另外，在硫酸溶液中，以PbAg合金為陽極時不同溫度下，氧的實(shí)際電位很高，證明氧在覆蓋著PbO2的陽極過電位很大，采用這種陽極必將造成分解電壓的增大，從而導(dǎo)致金屬錳電解電耗增加。因此，研制低氧過電位的陽極材料對電解金屬錳的生產(chǎn)成本具有重要意義。圖1.2 MnSO4H2SO4系f溫度圖（條件：SO42-T=2mol/l，H+T=0.04mol/l）此外，氫、氨、氧的析出使電解液充氣而成為非均相的氣液混合體系，產(chǎn)生了嚴(yán)重的“析氣效應(yīng)”。它固然有促成液體的自然對流，帶來了強(qiáng)化傳質(zhì)之利，但

7、卻明顯地產(chǎn)生了減低溶液電導(dǎo)率，增大了電極周圍電流分布的不均勻性之弊。其結(jié)果是不大于利，減少了Mn2+離子擴(kuò)散速度，降低了電流效率。1.2金屬錳的工業(yè)生產(chǎn)國內(nèi)金屬錳電解均采用不銹鋼板或鈦板作陰極，選用鉛銻錫銀四元合金、鉛錫銀三元合金或鉛銀合金板作為陽極。電解（電解沉積）總反應(yīng)式為： MnSO4+H2O = Mn+O2+H2SO4即在陰極上析出Mn，在陽極上析出O2，同時產(chǎn)出含H2SO4的廢電解液。廢電解液返回浸出使用。電解是在木制假底鋼筋水泥PVC襯里的電解槽中進(jìn)行。1.2.1電解槽簡述 電解槽是電解的關(guān)鍵設(shè)備。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般采用木結(jié)構(gòu)（也有采用鋼筋混凝土制作）+內(nèi)襯塑料+下部假底。底上裝有

8、隔膜袋，袋內(nèi)裝陽極板，袋外放陰極板。這是由于在硫酸錳水溶液中電解錳時，陰極室必須處于中性偏堿（78）狀態(tài)才能析出錳，而陽極在電解過程中放出H+，為酸性，必須區(qū)分陰極室和陽極室的不同電解效應(yīng)。槽中設(shè)有假底是為更好的密封性，在其上鑲?cè)胪饷嫣子懈裟げ嫉年枠O室木框，陽極室的不同電解效應(yīng)。槽中設(shè)有假底是為更好的密封性，在其上鑲?cè)胪饷嫣子懈裟げ嫉年枠O室木框，陽極室木框架中和假底下面相通，以便陽極液通過假底溢流排出，框中插鉛基含銀陽極板，此框以內(nèi)即為陽極室；整個電解槽內(nèi)陽極隔膜布以外即為陰極板。隔膜布只允許離子通過，分子不能通過，用不隔水的帆布即可。為控制電解溫度，電圖1.3 電解槽簡圖1冷卻水管；2槽體；

9、3塑料襯里；4陽極板；5陰極板；6隔膜袋；7導(dǎo)電銅排；8銅排固定卡解槽內(nèi)側(cè)設(shè)有間接冷卻的鉛管，管內(nèi)通冷卻水。圖1.3為國內(nèi)第一套電解槽設(shè)計圖。圖1.4為改進(jìn)的電解槽，電解液輸入后進(jìn)入陰極前室，在陰極上放出的氫氣起到攪拌作用使陰極液自由循環(huán)。溶液進(jìn)入陽極室后在上部溢出進(jìn)入假底。陽極泥可沉積在傾斜的底部，通過閥門排出。必要時陰極液可通過側(cè)壁閥門方便地排出。圖1.4 電解槽結(jié)構(gòu)圖1.2.2. 陽極材料與陰極材料簡述 陽極材料電解金屬錳陽極材料為鉛基合金，廣泛應(yīng)用于硫酸、硫酸鹽介質(zhì)及中性鉻酸鹽介質(zhì)。這是由于鉛和鉛基合金浸入硫酸后迅速生成一層PbO2薄膜（具體過程十分復(fù)雜），PbO2沉積于硫酸鉛表面孔隙

10、中，后來逐漸在整個陽極表面建立保護(hù)層，將金屬鉛與溶液隔開，使鉛電極成為不溶陽極。由于PbO2具有較高的電催化活性，所以電化學(xué)反應(yīng)就在它表面進(jìn)行。但鉛陽極具有以下缺點(diǎn)： 重量大，強(qiáng)度低，易彎曲變形造成短路； 導(dǎo)電性不夠好，電能消耗大； 如電解液中存在Cl-，則可破壞PbO2晶格，使陽極受到嚴(yán)重腐蝕。因此，采用鉛基合金陽極代替純鉛，可克服上述缺點(diǎn)。陰極材料作為陰極材料應(yīng)滿足幾個條件：在電解液中不溶解、電阻率低、氫過電位高、彎曲性和彈性好。本來鋁材能滿足這些要求，但在鋁材上沉積的錳難于剝離，而且這一缺陷未能通過對鋁材進(jìn)行表面處理而改善，因此鋁材沒能得到應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)初期，用18%Cr、12%Ni、2

11、%Mo不銹鋼作陰極，得到良好的效果。這種不銹鋼材在電解液中耐腐蝕。使用前進(jìn)行拋光，并在表面浸上一些緩沖成分，即在含有小量硅酸鈉的溶液中浸泡?？墒龟帢O錳容易剝離。另外，鈦材非常適用于目前工業(yè)生產(chǎn)中作電解錳的陰極材料。因?yàn)榭諝庵行纬傻难趸げ恍柽M(jìn)行表面處理，便能容易地將沉積錳剝離下來。1.2.3 電解參數(shù)的確定1. 電解液成分錳電解液包括新液（凈化液）、陰極液和陽極液。 新液 送往錳電解的新液是凈化后的純?nèi)芤?，Mn2+3438g/l，(NH4)2SO4 100120g/l，pH 6.57。為了保持較高的陰極電流效率，要求采用有效的除鐵措施，鐵除到1mg/l以下；重金屬的存在將會嚴(yán)重影響電解的電流效

12、率和沉積錳的質(zhì)量，采用S.D.D（福美鈉）除重金屬，鎳和鈷都可凈化到0.5mg/l以下。另外，溶液中的CaSO4和MgSO4結(jié)晶析出后，會堵塞隔膜，造成隔膜孔隙率下降，也是影響隔膜壽命的主要因素；并且Mg2+雖對電解沒有影響，但會形成Mn2+Mg2+NH4+復(fù)鹽結(jié)晶。因此，溶液中MgO含量應(yīng)低于8g/l；CaSO4濃度低于11.2g/l；溫度高于25，以防止結(jié)晶。 陰極液Mn2+含量 工業(yè)上陰極液錳含量波動在1518g/l。過高則導(dǎo)致錳銨復(fù)鹽的析出，破壞電解過程。（NH4）2SO4含量 增大（NH4）2SO4濃度可增加Mn2+在溶液中的穩(wěn)定性，防止其在高pH下水解，此外它還能增加溶液的導(dǎo)電性。

13、國外錳生產(chǎn)中（NH4）2SO4含量波動在120140g/l（無硒），國內(nèi)為100120g/l（有硒）。 pH的調(diào)節(jié) 試驗(yàn)證實(shí)，隨著陰極液pH 的增加，電流效率顯著增加，但當(dāng)pH9后又顯著下降。為了提高陰極液的pH，實(shí)踐中均加入1：1氨水，生產(chǎn)中噸錳液氨用量一般為0.08t。陰極液中氨濃度一般為3.2g/l。應(yīng)當(dāng)指出，調(diào)氨量要適當(dāng)。過剩的氨一方面會導(dǎo)致Mn2+的水解，另一方面由于pH的增加，游離NH3增加，會導(dǎo)致氨的損失。一般pH控制在78為宜。 陽極液陽極液含Mn2+ 1415g/l左右，含H2SO4 40g/l左右。當(dāng)加SeO2作抗氧化劑時，pH控制在6.87.2為佳，加SO2作抗氧化劑時，

14、pH控制在7.88.2為佳。 添加劑Mn2+在高pH的條件下，很容易被氧化成高價錳化合物MnOOH(Mn2O3·3H2O)和MnO2。為防止Mn2+氧化，必須加入抗氧化劑使溶液保持還原性。即使偶爾生成了Mn2O3和MnO2威力也將立即被還原消失。在20世紀(jì)4050年代，金屬錳電解曾成功采用SO2作抗氧化劑，溶液中添加0.1g/l的SO2以及溶液pH提高到8，可保持高的陰極電流效率和致密的金屬錳沉積。SO2的作用在于保持溶液還原性，使生成的MnO2和Mn2O3還原為Mn2+，即：MnO2+HSO3- +H+ = Mn2+ +SO42- +H2O E = 1.229-0.0591 = 1

15、.1689VMn2O3+ HSO3- +3H+ = 2Mn2+ +SO42- + 2H2O E = 1.4434-0.0591=1.3843V到60年代，在金屬錳電解中開始使用更有效的抗氧化劑SeO2，其添加濃度為0.030.06g/l Se。SeO2在溶液中的形態(tài)決定于pH值。H2SeO3HSeO3-SeO32-在pH6.58的情況下，SeO2還原錳氧化物的電動勢為：MnO2 +SeO32- +2H+ = Mn2+ + SeO42- + H2O E = 1.229- 10875 = 0.354VMn2O3 +SeO32- +4H+ = 2Mn2+ +SeO42- + 2H2O E = 1.4

16、434-0.875 = 0.5684V生成實(shí)踐證實(shí)，向電解液中添加SO2和SeO2可顯著提高電流效率，公認(rèn)其顯示良好的抗氧化效果。此外，研究證實(shí)，SeO2和SO2還原劑還起到下列作用： SeO2和SO2在陰極還原成元素硒和元素硫，吸附在陰極上能提高氫的析出超電壓； SO2在陰極還原成H2S,與Co2+, Ni2+反應(yīng)生成硫化物沉淀，從而減輕Co, Ni的危害作用。 在電解溶液中存在有SO2，SO32-,SeO32-、膠體硫和硫脲有，利于沉積a型錳，較之g型錳具有更強(qiáng)的抗蝕性。使用SO2作還原劑的缺點(diǎn)是金屬中含硫量增加。目前國內(nèi)廣泛使用SeO2作添加劑，加入量控制在噸錳24kg。2. 槽電壓與電

17、耗槽電壓是由硫酸錳分解電壓（V分），電解液電阻電壓降（V液），陰陽極電阻電壓降（V極），陽極泥電阻電壓降（V泥）及接觸點(diǎn)電阻電壓降（V接），等五項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)組成，即：V槽 = V分 + V液 + V極 + V泥 + V接 = 4.65V其中V分 = fO2/H2O - fMn2+/Mn 1.229 - （-1.18） +2.5V可見，（V液 + V極 + V泥 + V接）占V槽的40%以上。國內(nèi)錳電解電流效率一般達(dá)到68%左右，則每噸錳的電解電耗為：W = = 8050 KW·h/t Mn原因主要是析氫的影響，而槽電壓高的主要是施予陽極的電能白白浪費(fèi)于析氧。為此，由鐘竹前、梅光貴等人進(jìn)行的

18、MnMnO2同時電解的研究已見廣泛報導(dǎo)。3. 電解液溫度升高溫度可以增加溶液的電導(dǎo)，減少能耗，但溫度過高會降低電流效率。并且溫度偏低沉積錳會生成樹枝狀結(jié)晶，高于45則會形成粗晶粒，這兩種晶粒是不希望得到的。采用低的電解溫度是確保高的塔菲爾值a的主要條件，從而保證高的電流效率。由于析氫反應(yīng)的活化能高（1416kJ/mol），升高溫度便會顯著降低a值。工業(yè)上采用的電解溫度為3844。為了排除電解過程放出的焦耳熱的影響，對于3000A電流的電解槽，在兩側(cè)裝有33mm，厚3mm，長4m的蛇形鉛管或不銹鋼管、塑料管等耐腐蝕管，用循環(huán)冷水間接冷卻。4. 電流密度 陰極電流密度 為了提高氫超電壓，電解錳生產(chǎn)

19、中采用較高的陰極電流，以提高陰極電流效率。有關(guān)陰極電流密度與電流效率的關(guān)系見表1.1。表1.1 電解錳陰極電流密度與電流效率的關(guān)系Dc/(A·m-2)200400500700/%60646562.8陰極電流密度過低，不僅電流效率不高，而且會導(dǎo)致無光澤的金屬沉積。電流密度過高，電效也會下降，而且容易產(chǎn)生樹枝狀結(jié)晶。 工業(yè)上采用的陰極電流密度通?？刂圃?00400A/m2范圍內(nèi)，國內(nèi)電解錳廠電流密度一般采用350400A/m2.實(shí)踐證明，采用較低電流密度時，產(chǎn)品質(zhì)量好。 陽極電流密度 一般采用680800A/m2高電流密度，以減少陽極上析出的MnO2量。 5. 陰極沉積時間 隨著電解時間

20、的延續(xù)，陰極析出錳表面變粗糙，甚至產(chǎn)生粒狀或樹枝狀結(jié)晶，電流效率降低，所以電解時間不宜過長。但沉積時間太短，不但增加出槽數(shù)，增大工作量，而且也會增加氨水和SeO2秏量。因此，國內(nèi)析出周期一般為24h。1.3 工藝流程選擇論述及節(jié)能與品質(zhì)改進(jìn)探討1.3.1 工藝流程選擇 中國生產(chǎn)電解錳的原料為菱錳礦，其工藝為：硫酸浸出氧化除鐵硫化法除重金屬電解。1980年以前只生產(chǎn)以SeO2為電解添加劑的含錳99.7%99.8%片狀產(chǎn)品，1990年后，相繼出現(xiàn)了含Mn99.9%的高純電解錳、低硒電解錳、粉狀以及低氫、低硅、低碳電解錳等新品種。目前，中國電解錳產(chǎn)能約188萬t/a，占全球產(chǎn)能的98%以上。 本設(shè)計

21、廣泛吸取國內(nèi)外同行業(yè)的先進(jìn)工藝和技術(shù)，結(jié)合原料供應(yīng)有利情況，在可行性研究中進(jìn)行了多方案論證和流程比較，經(jīng)過評審，本設(shè)計采用中溫浸出、長時間靜置方案，其冶煉工藝流程見圖1.5。生產(chǎn)劃分為浸出車間、凈化車間和電解車間三個部分。其中原料倉庫、漿化上料、浸出、氧化及中和除鐵屬浸出車間；凈化車間包括硫化、靜置和壓濾工序；電積、析出錳處理等屬于電解車間。生產(chǎn)車間每天三班作業(yè)，每班工作8h，全年生產(chǎn)天數(shù)320天。圖1.5 電解金屬錳冶煉工藝流程圖1.3.2 工藝過程論述 原料倉庫按建廠廠區(qū)地形，為充分利用山坡地，減少挖、填土石方工作量，工藝廠房成三個階梯布置。原料倉庫布置在最高的一個平臺上。袋裝的碳酸錳礦粉

22、有汽車運(yùn)入倉庫，人工卸料。原料倉庫寬15m,長40m，有效堆放體積1000m3,可貯存15d生產(chǎn)用的碳酸錳礦粉和硫酸銨等輔助材料。與原料倉庫地面高度相同處，設(shè)有硫酸貯罐和氨水貯罐。2.漿化上料為了減少礦塵飛揚(yáng)等損失，本設(shè)計利用地形高差優(yōu)勢，采用集中投礦、漿化上料工藝。漿化槽面與原料倉庫地面高差2.0m。漿化工序設(shè)置機(jī)械攪拌漿化槽3個，每個槽子有效容積100 m3，攪拌電動機(jī)功率20kW，攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/min。袋裝碳酸錳礦粉人工拆袋，倒入有格板篩的礦斗中，礦斗上部高度與原料倉庫地面持平。為使加料均勻，礦斗下方難割舍電磁振動給料機(jī)1臺。漿化為半連續(xù)性作業(yè)，及根據(jù)浸出槽的需要連續(xù)加入碳酸錳礦粉和

23、陽極液及洗渣液等，混合后的漿液從漿化槽上方連續(xù)溢流排。溢流礦漿通過溜槽（溜槽斷面350×350，坡度1%）自流進(jìn)各個浸出槽中。應(yīng)當(dāng)指出，碳酸錳礦粉加入漿化槽時就起到浸出作用，在漿化槽和溢流槽中就得到從分混合反應(yīng)，這樣可以縮短礦粉浸出時間。但是由于反應(yīng)有大量CO2放出，漿化礦漿不能用泵和管道輸送。3.浸出浸出工藝采用常溫浸出（即不外加熱，利用H2SO4反應(yīng)熱可使礦漿升溫至5565），硫酸銨和硫酸的加入量按工藝計算量加入，浸出反應(yīng)放熱原則上有利于錳的浸出速度加快，但鎂、重金屬、SiO2等雜質(zhì)也隨之增加溶解。開始浸出的液固比為89：1，浸出終點(diǎn)液固比為1011：1。浸出終點(diǎn)pH值為2.5，

24、浸出時間約2.0h。4氧化氧化在浸出終了進(jìn)行，加入軟錳礦粉，使礦漿中的Fe2+氧化成Fe3+，氧化反應(yīng)時間1.52.0h，使Fe2+氧化完全。氧化后溶液含Mn 38g/l；（NH4）2SO4 110130g/l；Fe 0.010.18g/l；重金屬總量0.040.08g/l。5 中和氧化后化驗(yàn)Fe2+在1mg/l之內(nèi)時，加入氨水中和到溶液pH6.57.0，使Fe3+水解沉淀。與此同時雜質(zhì)SiO2和一部分重金屬離子。當(dāng)然Mn2+也有少量沉淀，溶液中的Mn2+含量有所下降。6. 過濾采用可水洗的箱式壓濾機(jī)進(jìn)行過濾進(jìn)出、氧化、中和后的礦漿。壓濾機(jī)進(jìn)液用壓力較高的砂漿泵泵入，泵壓力達(dá)到1.0MPa時，

25、能產(chǎn)生含H2O較少的渣，在壓濾機(jī)內(nèi)加水洗渣能充分回收已經(jīng)浸出的Mn2+。壓濾液靠高差，自流到下一個硫化（凈化）工序。壓濾渣送渣場堆放。7 硫化硫化槽槽面低于壓濾機(jī)平面1.0m， 壓濾液自流進(jìn)入硫化槽。浸出過慮液還含有較高的重金屬離子Co2+，Ni2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+及SiO2等雜質(zhì)。硫化的目的就是使重金屬離子硫化沉淀除去，以達(dá)到合格液（新液）的標(biāo)準(zhǔn)。除去重金屬常采用硫化沉淀除去，硫化沉淀法，硫化劑可為（NH4）2S或S.D.D等。硫化后產(chǎn)出難溶的重金屬硫化物沉淀，采用箱式壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離，濾渣送渣場，綠葉自流靜茹靜置槽。8. 靜置靜置時間的長短，關(guān)系到電解錳產(chǎn)品質(zhì)量的高低

26、，靜置能使硫化過濾液中殘留的有害雜質(zhì)如SiO2，Al等進(jìn)一步絮凝沉降，一些膠狀物質(zhì)也能隨過飽和的MgSO4， CaSO4結(jié)晶吸附除去。本設(shè)計靜置時間為36h，使雜質(zhì)含量下降到：Co小于1mg/l；Ni小于1mg/l；Cu小于0.01mg/l；Fe小于0.2mg/l；Si小于10mg/l。靜置后的清液經(jīng)壓濾機(jī)過濾后即為合格液，壓濾用泵的壓力可降低到0.8MPa，過濾布采用較為致密的滌綸布為好。9電解電解同極中心距80，陰極電流密度370A/m2，陽極電流密度570A/m2，槽電壓4.65V。合格液加入量587.26m3/d, 折合每槽加入量6.67m3/d，每小時每槽平均加入0.284m3。合格

27、液在總溜槽上加入適量的抗氧化劑，生產(chǎn)無硒產(chǎn)品是不能使用SeO2作抗氧化劑。電解陰極液溫度3842，Ph7.07.5, 陰極液含Mn2+1518g/l, (NH4)2SO4 110130g/l。電解周期24h。電解周期完畢后，人工輔以吊車起槽后帶錳的陰極板進(jìn)行鈍化、水洗、烘干和剝板。10. 電解錳的后處理 鈍化達(dá)到電解周期后，將沉積了金屬錳的陰極板一塊一塊地從電解槽中取出，瀝干電解液后，放入鈍化液（3%重鉻酸鉀溶液）槽中，這就是鈍化處理。鈍化的目的是防止或減緩金屬錳在空氣中的氧化。其原理是當(dāng)金屬錳浸泡在鈍化液中時，金屬錳表面形成了鈍化膜層，該鈍化膜層很致密，可防止金屬錳的進(jìn)一步氧化。為了保證金屬

28、錳的質(zhì)量，鈍化液的濃度要適中。濃度太低，則起不到鈍化作用；而濃度太高又會引起金屬錳表面發(fā)黑。重鉻酸鉀鈍化液的濃度以3%左右為宜，從外觀看應(yīng)為橘黃色。 水洗將鈍化就、處理后的陰極板及金屬錳吊起，瀝干鈍化液后，放入熱水槽中浸泡，然后用自來水沖洗，最后再放入另一個熱水槽中浸泡。水洗的目的是洗去金屬表面上粘附的電解液、鈍化液等溶液。如果洗不干凈，產(chǎn)品含硫一定高，因此，必須反復(fù)沖洗，直至沖洗干凈為止。 烘干將用水沖洗干凈的金屬錳放在架子車上推入烘房中烘烤。烘房溫度以不超過110為宜。烘烤時間一般為2030min。烘干操作應(yīng)注意必須使產(chǎn)品完全干透，否則，產(chǎn)品容易氧化變質(zhì)。但也要注意不要烘烤過度，否則，產(chǎn)品

29、會發(fā)藍(lán)發(fā)黑，也影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。 剝落剝落就是將烘干的金屬錳產(chǎn)品與陰極板分離。剝落時應(yīng)注意：先觀察產(chǎn)品外觀質(zhì)量，按產(chǎn)品外觀質(zhì)量將產(chǎn)品分級，不同外觀質(zhì)量的產(chǎn)品不能在同一桶中剝落；菠蘿是應(yīng)盡量避免極板的變形和損壞。在任何情況下，不得用鐵榔頭敲擊；應(yīng)盡量將金屬錳剝離干凈。 包裝產(chǎn)品剝落完后，現(xiàn)場質(zhì)檢員在剝落桶內(nèi)按規(guī)定方法取樣送理化分析室分析。生產(chǎn)工人按產(chǎn)品外觀質(zhì)量分別裝桶、稱重。操作時應(yīng)注意：包裝桶和包裝袋內(nèi)是否干凈，嚴(yán)禁外來雜質(zhì)混入產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量；稱量準(zhǔn)確。1.3.3 節(jié)能與品質(zhì)改進(jìn)探討1.3.3.1 電解槽的節(jié)能技術(shù)探討 在電解金屬錳的生產(chǎn)過程中，有95%以上的能耗集中消耗在電解槽上，所以

30、電解槽的設(shè)計、安裝和相應(yīng)的配置是否科學(xué)就直接決定了能耗的高低，針對電解槽節(jié)能，以下分別從減小電解槽電阻、在設(shè)計安裝時防止電解槽漏電、在生產(chǎn)管理上的節(jié)能觀念等談一些看法，以供大家參考。1. 減小電解槽的電阻（即減小槽電壓） 設(shè)計合理的極距在電解槽的生產(chǎn)過程中，電流在電解槽內(nèi)的傳導(dǎo)是通過槽內(nèi)電解液為導(dǎo)體完成的，電解液濃度的大小，槽內(nèi)陰陽離子向陰陽兩極移動的距離直接決定了槽內(nèi)電阻的大小。電解錳生產(chǎn)過程中，電解液濃度是恒定的，因此，縮短極距是減小電阻的有效途徑。基于這個道理，現(xiàn)在所采用的同名極距在7080之內(nèi)，直流電耗有效地控制在6200 KW·h/t Mn，好的廠家還達(dá)到了5600 KW&

31、#183;h/t Mn這樣的水平。縮短極距是節(jié)能方面的重大飛躍。但一味縮小極距是不科學(xué)的，國內(nèi)有的廠家將極距縮小到60，使原本已經(jīng)很狹小的陰陽極空間更加狹小，在生產(chǎn)過程中，如過不能很好控制極板的平整度，出槽時很容易劃破隔膜袋，也很易短路，造成無謂的損耗。采用新的連接辦法組裝陰、陽極板原來陰極板與銅條連接全部是螺栓固定連接，這種辦法的缺點(diǎn)是接觸面的電阻大，生產(chǎn)過程剝離錳片操作不耐振動，會出現(xiàn)螺栓松動現(xiàn)象，而且銅條與極板間夾縫中易積累結(jié)晶物腐蝕接觸面，引起極板嚴(yán)重發(fā)熱而損耗電能?，F(xiàn)在普遍采用了螺栓連接加焊接、鉚接加焊接或者螺栓連接加導(dǎo)電膠膠接等辦法，基本解決了因連接不緊而引起的陰極板發(fā)熱現(xiàn)象。在陽

32、極板的鑄造方面也有了新辦法，原來的辦法是直接把熔融的陽極板材料與銅條一起澆鑄成型，銅條只經(jīng)過簡單的打磨除垢處理，使用時也會出現(xiàn)接觸面銹蝕現(xiàn)象。現(xiàn)在的處理辦法是銅條除垢后鍍上一層金屬錫加導(dǎo)電膠，然后再澆鑄成型，同樣解決了陽極板發(fā)熱現(xiàn)象。通過極板連接方式的改進(jìn)，可降低槽電壓0.1V左右，節(jié)約電耗100KW·h/t Mn。 設(shè)計采用科學(xué)的陰陽極室空間電流在電解槽內(nèi)的傳導(dǎo)是依靠電解液中陰、陽離子的移動來完成的，溶液中陰陽離子的濃度越高，導(dǎo)電系數(shù)越大，電阻越小。我們來分析電解液的成分：在陰極室里的電解液，有MnSO4、(NH4)2SO4、水等；而陽極室內(nèi)，除了上述成分，還有電解過程中陽極反應(yīng)生

33、成的H2SO4，而硫酸是一種強(qiáng)電解質(zhì)，所以陽極液比陰極液導(dǎo)電能力強(qiáng)，電流在陽極室的電阻要小。因此在設(shè)計陰陽極室空間比例時，應(yīng)該考慮陽極室的空間稍比陰極室空間大，有利于減小電阻。比如說，采用70極距的設(shè)計方案時，我們就可以考慮陰極室設(shè)計為30的空間，而陽極室設(shè)計為40，這樣設(shè)計的陰陽極室空間比例，要比35：35或者陰極室大，陽極室小所獲得的效果要好。 選用足夠厚的陰陽極板在同名極距確定時，選用適當(dāng)厚度的陰陽極板也可以起到縮短極距的效果，行業(yè)內(nèi)有的廠家已經(jīng)選用了2后的陰極板和10厚的陽極板也取得了比較好的節(jié)能效果。并且，厚板不易變形，生產(chǎn)中容易保持高的平整度，不易劃破隔膜袋。但一次性投資大。 選用

34、足夠大的主路銅排和相應(yīng)的極板銅條電解錳生產(chǎn)設(shè)計時，就要根據(jù)電解槽的生產(chǎn)能力配置足夠大的主路銅排好陰陽極板的銅條，生產(chǎn)中以通過最大電流不發(fā)熱為宜。目前，我國的電解錳廠家所使用的陰極板規(guī)格基本上是：660×500（長×寬），生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這樣規(guī)格的陰極板，配置40×5（寬×厚）的銅條，陽極板銅條規(guī)格是：35×8（厚×寬），這樣大的銅條在生產(chǎn)中不會發(fā)熱，且不易彎曲、曲扭，經(jīng)久耐用。在安裝主路銅排是處理好銅排接頭，也可以鍍上錫或抹上導(dǎo)電膠減少接觸電阻。此外在選用隔膜袋材料時盡量采用薄的材料，有利于槽內(nèi)陰陽離子的擴(kuò)散?，F(xiàn)在，我們普遍采用的隔

35、膜材料是130號或加厚的130號濾布，生產(chǎn)效果比較理想。2. 設(shè)計安裝時防止電解槽漏電 地面防漏電首先在已經(jīng)用鋼筋混凝土澆好基礎(chǔ)的地面上鋪焊一層絕緣膠版，也可以使用襯電解槽的PVC軟板。安裝槽體時，盡量使電解槽少與地面接觸，即使電解槽底部大部分處于懸空狀態(tài)。具體辦法是在已經(jīng)鋪好絕緣材料的地面確定好電解槽的位置，再根據(jù)電解槽的長寬在四角和中間位置選擇6個支撐點(diǎn)，這6個支撐點(diǎn)分別用絕緣瓷磚砌成20左右的高度，再在瓷磚上墊上一層絕緣塑料，然后把電解槽安裝在這6個支點(diǎn)上。通過這樣的處理措施，電解槽往地面漏電的現(xiàn)象可以得到控制。 防止電解槽漏液電解液是良好的導(dǎo)體，所以漏液的同時也會漏電，導(dǎo)致電能損耗，如

36、果漏液不能及時發(fā)現(xiàn)或堵上，槽體不但被漏出的電解液腐蝕，還會被電流逐步擊穿，生成像被火燒狀的大窟窿，電解槽就會被嚴(yán)重破壞。所以在對槽體內(nèi)襯PVC板時，一定要保證焊接質(zhì)量，絕對不能漏夜。生產(chǎn)過程要保證電解槽干燥，確保無漏液現(xiàn)象。 防止冷卻水漏電業(yè)內(nèi)為了防止冷卻水漏電，采用絕緣的PVC波形管代鉛管或金屬冷卻板，很好地防止了冷卻水漏電現(xiàn)象。但PVC管使用壽命短，冷卻效果不太好等缺點(diǎn)，沒有被推廣。而且各種冷卻管冷卻面積小，造成電解槽內(nèi)溫度不均勻，靠近管壁的MgSO4、CaSO4大量結(jié)晶，使陰極室需頻繁清理，設(shè)備熱交換能力差，電耗大，耗水量大。開發(fā)新型既絕緣又改進(jìn)上述缺點(diǎn)的冷卻系統(tǒng)成為開發(fā)者的重任。200

37、1年由中南大學(xué)部分教授開發(fā)了新的冷卻方法專利：槽外冷卻及回收鎂，取得了積極的效果。3. 在生產(chǎn)管理上節(jié)能 控制好生產(chǎn)工藝指標(biāo)電解液是流動的導(dǎo)體，也是生產(chǎn)電解錳的半成品，要想獲得高的生產(chǎn)效率，首先要制得合格質(zhì)量的電解液，它不僅是要保證各種有害雜質(zhì)除凈，還要保證溶液中硫酸銨、硫酸錳和添加劑的含量達(dá)到工藝要求。具體指標(biāo)參看本篇1.2.31。 選擇合理的清槽周期隨著電解槽工作時間的不斷增長，槽內(nèi)會逐步生成大量沉淀物，陽極板上生成大量的二氧化錳，隔膜袋上也會聚集一層固體沉淀物，隨著這些固體物的增多，槽內(nèi)電阻會逐步增大，造成能耗增加。所以生產(chǎn)中要根據(jù)電解槽的狀況及時清理槽內(nèi)雜物，保持槽況良好，減少能耗。清

38、槽時還要把變得很薄、發(fā)熱的陽極板清理出來，進(jìn)行更換。把螺栓松動的陰極板重新拆卸、除垢組裝，保證極板導(dǎo)電性良好。1.3.3.2 電解錳品質(zhì)改進(jìn)探討本設(shè)計要求產(chǎn)品含錳達(dá)99.9%以上，達(dá)到高純電解錳的產(chǎn)品規(guī)格，因此，對生產(chǎn)工藝上要求更高，需要在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)。改進(jìn)方面主要有： 凈化過濾工序溶液凈化采用三段凈化、三段過濾的凈化工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一段硫化、一段活性碳吸附工藝，更適合溶液中雜質(zhì)的徹底除去。硫化作業(yè)在攪拌槽中進(jìn)行，采用二段硫化、延長硫化液在槽內(nèi)停留的時間，保證硫化反應(yīng)充分，確保電解液的質(zhì)量，為生產(chǎn)高純電解錳提供合格的溶液。具體操作為：一段硫化在硫化槽中進(jìn)行，按溶液中Ni+Co的20

39、30倍在硫化槽中加入S.D.D液，硫化后溶液經(jīng)一次硫化澄清槽進(jìn)入一次硫化壓濾機(jī)，綠葉在二次硫化，濾渣進(jìn)入渣場。二次硫化加入適量S.D.D或硫化劑，其液經(jīng)二次硫化澄清槽進(jìn)入二次硫化壓濾機(jī)，綠葉流入靜置澄清槽，靜置1624h，進(jìn)一步除去溶液中Ca、Mg、Fe、Al、Zn、Si等雜質(zhì)；濾渣進(jìn)入渣場，活性炭、助濾劑吸附溶液中的極微小顆粒后壓濾分離，濾液送往電解工序，濾渣送往渣場。 減少添加劑殘留傳統(tǒng)電解錳生產(chǎn)工藝中的電解工序，由于過多地使用二氧化硒作為添加劑，致使產(chǎn)品中硒的量過高，一般在在0.08%左右，從而降低了電解錳的純度，其含錳量僅99.7%左右。高純電解錳對雜質(zhì)的要求嚴(yán)格，其中含硒量要求在0.

40、05%以下。如何降低硒含量，有關(guān)資料介紹了許多方法：（1）減少二氧化硒添加劑用量，采用二氧化硒與另一種新添加劑組成混合添加劑；（2）采用新的輔助添加劑，配套使用幾種輔助添加劑等。多數(shù)輔助添加劑效果并不是太明顯，且副作用較大。國內(nèi)外有使用二氧化硫作為新興添加劑的例子，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是合理可行的。張邵春、羅東岳、李元坤、姚月祥等均分別取得過這方面的重大進(jìn)展。1.4 原料、能量及產(chǎn)品方案概述高純電解金屬錳質(zhì)量見表1.2 表1.2 高純電解金屬錳質(zhì)量表牌號MnCSPSiFeSe產(chǎn)品形態(tài)99.9Mn99.90.010.0350.0010.0040.010.001片狀出廠產(chǎn)品外包裝為鐵桶，每桶重50。電解金屬錳

41、生產(chǎn)原料主要有碳酸錳礦。主要輔料有二氧化錳礦（軟錳礦）、硫酸、硫酸銨、液氨即硫化除雜劑等。 本設(shè)計所用的原料以湖南花垣縣的碳酸錳礦為例，其化學(xué)成分見表1.3。碳酸錳礦元素物相組成見表1.4表1.3 碳酸錳礦化學(xué)成分表化學(xué)成分MnFeSiO2Al2O3CaOMgOPS其他含量/%21.303.4523.604.408.053.00.200.9035.10表1.4 錳礦元素物相組成MnMnCO3CaCaCO3MgMgCO3Si SiO2FeFeS2、 Fe2O3AlAl2O3PP2O545按含錳量分類，Mn含量21.30%的碳酸錳礦粉屬二級品與三級品之間。礦粉是從礦山開采后就地磨細(xì)、轉(zhuǎn)貸后用汽車運(yùn)

42、進(jìn)本廠材料倉庫。根據(jù)冶金計算生產(chǎn)4000t/a高純電解金屬錳。需要含錳21.30%的碳酸錳礦粉26422.4t/a。按冶煉要求，進(jìn)廠的碳酸錳礦必須經(jīng)過100篩目的粒度，含水分不大于3%。礦山通往國道后，有公路直通工廠廠區(qū)，交通方便。運(yùn)輸車輛由社會運(yùn)輸隊(duì)提供，工廠不設(shè)運(yùn)礦車輛。工廠全年使用H2SO4（98%）7500t,向本地區(qū)的濕法煉鋅廠采購。二氧化錳礦粉在省內(nèi)采購，年用量1240t，要求粒度小于60目，含MnO2量不小于40%。工廠實(shí)踐證明，使用湖南花垣碳酸錳礦時，浸出過程不需要外加熱，利用浸出化學(xué)反應(yīng)熱足以滿足過程溫度要求。陰極錳干燥設(shè)計采用紅外線干燥箱，全廠不使用蒸汽，不設(shè)生產(chǎn)用蒸汽鍋爐

43、。這樣既降低了生產(chǎn)成本，有保證了產(chǎn)品質(zhì)量，同時基建投資也相應(yīng)降低。第2章 冶金計算2.1 碳酸錳礦物組成計算原料（碳酸錳礦）化學(xué)成分見表1.3 ，并根據(jù)碳酸錳礦物相分析表1.4 ，以100干的碳酸錳礦為基數(shù)進(jìn)行計算。 MnCO3量 21.30×114.95/54.9 = 44.57其中：Mn21.30;C 4.66;O 18.61 CaCO3量 8.05×100.09/56.08 = 14.37其中：CaO 8.05;C 1.72;O 4.60 MgCO3量 3.0×84.32/40.31 = 6.28其中：MgO 3.00;C 0.90;O 2.38 FeS2量

44、 0.9×119.97/64.12 = 1.68其中：S 0.9;Fe 0.78 Fe2O3量與硫結(jié)合成FeS2的鐵為0.78，則與氧結(jié)合成Fe2O3的鐵量為： 3.45 0.78 = 2.67Fe2O3量為： 2.67×159.70/111.70 = 3.82其中：Fe 2.67；O 1.15 P2O5量 0.2×141.94/61.94 = 0.46其中：P 0.20;O 0.26上述計算結(jié)果列于表2.1中。2.2 溶液平衡計算溶液平衡是濕法冶金設(shè)計的重要內(nèi)容，通過溶液平衡計算后，才能進(jìn)行濕法冶金過程的金屬平衡、熱平衡計算，才能準(zhǔn)確進(jìn)行濕法冶金的浸出槽、凈化槽

45、。各種溶液液貯槽、過濾設(shè)備、輸送泵、溜槽、管道及閥門等的選擇計算。2.2.1 溶液平衡計算選取指標(biāo)： 錳冶煉總回收率68%74%，本計算選取71%。 錳電解合格液含Mn2+ 3540kg/m3,本計算選取37kg/m3。 錳電解陽極液含Mn2+ 1316kg/m3，本計算選取15kg/m3。 電解車間錳冶煉回收率95%97%，本計算選取96%。 工廠年生產(chǎn)天數(shù)300330d，本計算選取320d。 電解時，電解槽槽面蒸發(fā)水分為合格液體積的1.0%。2.2.2 電解溶液平衡計算 日析出金屬錳產(chǎn)品重量計算： 4000t÷320d = 12.5t/d 產(chǎn)品中含錳量： 12.5t/d×

46、;99.9% = 12487.5kg/d表2.1 碳酸錳礦物相組成組成MnCaOMgOSFePCOSiO2Al2O3其它合計MnCO321.304.6618.6144.57CaCO38.051.724.6014.37MgCO33.000.902.386.28FeS20.900.781.68Fe2O32.671.153.82P2O50.200.260.46SiO223.6023.60Al2O34.404.40其它0.820.82合計21.308.053.000.903.450.207.2827.0023.604.400.82100.00 日需合格液量計算：電解過程錳冶煉回收率為96%，冶煉全流程

47、錳總回收率71%，則日需碳酸錳中的錳量為： 12487.5kg/d÷71% = 17588.0kg/d電解過程的總錳量： 12487.5 kg/d÷96% = 13007.8kg/d電解過程損失的錳量：13007.8 kg/d×（1-96%）= 520.3 kg/d設(shè)日需合格液體積為V1，則由于電解時水分蒸發(fā)，每日所產(chǎn)出的陽極液體積V2為： （100% - 1%）V1 = 0.99V1又已知：合格液含錳37/m3，陽極液含錳15/m3。則可列以下方程求得V1:37×V1 15×V2 = 13007.8kg/d解之，得 V1 = 587.26 m

48、3/d折合每生產(chǎn)1t 電解錳需合格液體積46.98m3。合格液中Mn2+量為： 587.26 m3/d×37/m3 = 21728.62 kg/d 陽極液量計算 陽極液產(chǎn)出量V2： 587.26 m3/d×99% = 581.39 m3/d陽極液含Mn2+量： 581.39 m3/d×15kg/m3 = 8720.81 kg/d陽極液中H2SO4濃度計算（即陽極反應(yīng)生成的H2SO4，與生成Mn物質(zhì)的量相等）： （3715×99%）×98/54.94 = 39.89kg/m3但在冬季蒸發(fā)量少，陽極液酸度偏低。本設(shè)計計算結(jié)果為工業(yè)生產(chǎn)的中間值。 電

49、解蒸發(fā)水量電解時水分蒸發(fā)量正常情況下為合格液加入量的1%，即為 587.26×1% = 5.87m3/d在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)電解液溫度為40，測定的每1電解槽面積，每小時蒸發(fā)水分1的數(shù)值相符合。設(shè)備選擇了85個電解槽，每個槽面面積為3.56m×0.78m = 2.7771×2.777×85×24 = 586.5/d = 5.86m3/d這與按合格液體積的1%估算結(jié)果（即5.87m3/d）基本相符。 陽極泥帶走水分量錳電解時，陽極泥產(chǎn)生率占電解錳產(chǎn)出量的6%12%，本計算取8%，則陽極泥產(chǎn)出量為： 12500/d×8% = 1000/d （

50、干量）陽極泥含水40%，帶出水量為： 1000÷60%×40% = 666.67/d = 0.67m3/d此部分帶出水量很少，預(yù)定金額操作帶入水量相抵消，溶液平衡計算中忽略這部分。2.2.3 硫化、靜置溶液體積計算硫化過程在常溫下進(jìn)行，蒸發(fā)水量很少，硫化渣很少。靜置也一樣，故靜置水分不變，仍為587.26m3/d。2.2.4 浸出、氧化、中和溶液計算 錳冶煉總回收率為71%，年產(chǎn)4000t電解錳需含Mn21.30%的碳酸錳礦量為： 17588.0÷21.30% = 82572.8/d碳酸錳礦粉含H2O3%，則帶入水量為： 82572.8÷97%×

51、;3% = 2553.8kg/d = 2.55m3/d 陽極液返回體積電解產(chǎn)出的演技也全部加入到浸出液中，其中一部分加入到碳酸錳礦漿化過程中，但最后還是進(jìn)入浸出系統(tǒng)，其量為581.39m3/d。 加入H2SO4的體積H2SO4單位小號的指標(biāo)為1.8t/tMn，每天加入H2SO4量為： 1.8t/t×12.5t/d = 22.50t/d折合體積為 22.50/1.80 = 12.50m3/d（按98%H2SO4計，容重為1.8t/m3）硫酸加入水溶液中總體積會縮小，但對于工業(yè)生產(chǎn)體積計算來說，其縮小體積忽略不計。 氨水體積計算氨水補(bǔ)加量為0.10.2t/t(工業(yè)純)，本設(shè)計定為0.15

52、t/tMn。則每天補(bǔ)加氨水體積為 12.5×0.15 = 1.875m3/d = 1.88 m3/d 浸出渣帶走水分計算浸出、氧化、中和和凈化后溶液經(jīng)過濾，渣率一般為碳酸錳礦量的68%72%，本計算按渣率70%計算，產(chǎn)出干渣量：82572.8kg/d×70% = 57801.0kg/d過濾采用箱式壓濾機(jī)，壓濾渣含水分28%32%，本計算按30%計，渣帶走水分為： 82572.8 kg/d×30% = 24771.8kg/d = 24.77m3/d 浸出、氧化、中和過程蒸發(fā)水分浸出、氧化、中和是在常溫下作業(yè)，并且槽罐均加蓋，蒸發(fā)水分不多，本計算不予考慮。 工藝過程補(bǔ)

53、加水計算由于浸出渣帶走水、電解槽蒸發(fā)等，為使?jié)穹ㄒ苯疬^程溶液平衡，工藝中必須補(bǔ)加新水，洗水的補(bǔ)充用于過濾過程洗渣用，以降低渣中帶走M(jìn)n2+,(NH4)2SO4等有價物質(zhì)含量?？裳a(bǔ)加的洗渣水量為：浸出渣帶走的水量+電解槽蒸發(fā)量加硫酸體積加入氨水體積碳酸錳礦中水量。即： 24.77+5.8712.51.882.55 = 13.71m3/d在工業(yè)生產(chǎn)中，補(bǔ)加水量隨浸出渣含水高低和氣候條件的變化波動。綜合上述各項(xiàng)計算，將溶液平衡結(jié)果列于表2.2，表2.3，為直觀反映，也可在工藝流程圖中直接標(biāo)注出來，見圖2.1。表2.2 浸出、氧化、中和溶液平衡表項(xiàng)目名稱單位數(shù)量加入項(xiàng)1. 陽極液m3/d581.392

54、. 硫 酸m3/d12.503. 氨 水m3/d1.884. 碳酸錳礦中的水m3/d2.555. 洗渣新水m3/d13.716. 其 它m3/d合 計m3/d612.03產(chǎn)出項(xiàng)1. 中和后過濾液m3/d587.262. 浸出渣帶走m3/d24.773. 蒸發(fā)及其它m3/d 合 計m3/d612.03表2.3 金屬錳電解溶液平衡表項(xiàng)目名稱單位數(shù)量加入項(xiàng)1. 合格液m3/d587.262. 其 它m3/d 合 計m3/d587.26產(chǎn)出項(xiàng)1. 陽極液m3/d581.392. 水分蒸發(fā)m3/d5.873. 陽極泥帶出m3/d4. 損失及其它m3/d 合 計 m3/d587.262.3 金屬平衡計算金屬平衡是冶金工廠設(shè)計重要的控制指標(biāo)，是金屬在各工序中的走向指南。對濕法冶金而言，金屬平衡與固體物料平衡、溶液平衡有著密切關(guān)系。