电解金属锰节能减排关键技术研究与应用
简介:锰是国家战略性资源,有“无锰不成钢”之说。但电解锰产业面临资源利用率低、能耗高、污染重等突出问题,节能减排任务艰巨。因此,开发电解金属锰节能减排新技术,对重庆及全国电解金属锰产业的可持续发展具有重要意义。本项目针对电解锰产业关键技术问题,通过原理创新、技术创新和工艺创新,形成电解锰节能减排集成技术,包括如下创新点:
(1)首次研究发现并阐明了电解锰过程中电化学振荡、分形生长等非平衡非线性行为及其机理,研发出脉冲电解、多孔阳极等节能电解系列新技术及脉冲电解新设备。在相关企业应用后,吨锰平均电耗由6200 kW•h降低到5600±200 kW•h,阳极泥减少80%。
(2)基于混沌混合强化流体传递与锰矿浆高效浸取的动力学行为及规律,研发出空气射流强化锰矿浸出与空气氧化除铁新技术及新设备。在相关企业应用后,锰矿平均浸出率由80%提高到95%,吨锰软锰矿消耗量由500~600 kg降低到0~100 kg。
(3)针对城口地区高硫高磷锰矿利用难的问题,研发出高磷锰矿选别及高硫锰矿脱硫新技术。脱磷率可达到98.1%,Mn回收率97%,硫含量可降低90%左右。使城口县800~1000万吨高硫、高磷复杂难选锰矿得以利用。
(4)研发出电场强化电解锰渣预处理、废水中硫酸锰及硫酸铵资源化利用新工艺技术及设备。在企业应用后,废水中锰离子浓度由2~12 g/L降低到国家排放标准2 mg/L以下。
重庆市科学技术委员会组织专家对项目进行了科技成果鉴定认为“项目获权发明专利16项,发表相关论文34篇……项目相关成果已……得到广泛应用,经济和社会效益显著,项目成果达到国际领先水平。”
成果在重庆武陵锰业有限公司、秀山县嘉源矿业有限责任公司、中信大锰矿业有限责任公司得到全面应用,近三年来因产能提高新增销售收入约40.16亿元,节约生产成本约3.76亿元。同时技术还在城口富宇锰业、广西靖西一洲锰业、攀钢等企业得到应用,取得了显著的经济效益。由于技术突破,城口富宇锰业公司于2011年底开工投产,标志着城口800~1000万吨高硫高磷复杂难选锰矿步入工业化应用,将带动就业10万人以上,经济效益超400亿。电解技术推广到攀钢,攻克了提钒废水回用难题,保障了钒钛磁铁矿这一重大战略资源的可持续开发。技术在全国推广后,预计综合经济效益50 亿元/年,带动就业超20万人。