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[交流] 活性二氧化锰清洁生产技术

摘要:活性二】1.化锰生产中,采用平行加料和恒酸度氧k.r-艺代替歧化氧化分步法工艺,使硫酸消耗量减少60%.氯酸钠
减少7%。度水减少60% ~7O%。产品性能有所提高。结合末端治理技术可达重 节能降耗、回收利用和无害化的目的。
关t调:活性二】1.化锰; 清洁生产; 电池材料
中囝分类号:TM910.4 文献标识码:A 文章编号:1001—1579(2003)03—0195一O2
Clean production technology of activated manganese dioxide
ZHANG Yun.hui ,SHEN Xi.yuan2,PENG Tian-jian2,CAI Gu.ping
(1.Changsha Re.arch Institute Environmental Sci~lc~,Changsha。Hunan410001,China;
2.Hunan Keyuan Science and Technology Co.。Ltd.。Changsha。Hunan‘410005。Ch ina)
Abstract:In the process of activated nlangan~ dioxide production,par~ld feeding and oxidation technology with oonsutnt acid
value were applied tO take the place of disproportionation and oxidation processes.Thus the consumption of sulfuric acid,sodium
chlorate arIdw&~tewater could reduce60% ,7% and 60% ~70% respectively.Combinedwiththe end—of-processtreatment,this
technique could save energy,reduce consumption,recycle raw materials and reduce the harm of w&~te solid.
Key words:activated manganese dioxide; dean production; battery material
活性二氧化锰在电池应用中可以代替30% ~50%的电解
二氧化锰【I 】。活性二氧化锰生产工艺中。存在硫酸、水等用
量大及污染严重等问题。经多年实践。开发出新的生产工艺,
可减少生产中原材料的消耗。降低排污负荷。
l 生产工艺改进
1.1 t化氯化工艺
采用文献[31的工艺生产时。硫酸与氧化剂的消耗量较大。
产品表面吸附和内部夹杂的酸较多。漂洗时消耗水量较多。时
间较长,产品性能也不够理想。
理论上8O%的硫酸在反应体系中进行循环。仅20%的硫酸
被消耗掉。在生产过程中。反应体系中酸含量随反应的进行出
现大幅回升的现象。造成废水处理难度大。
歧化氧化分步法不符合清洁生产的要求。平行加料与恒
酸度氧化工艺。即连续加入锰粉和氧化剂,通过控制温度。使歧
化和氧化反应同步进行,维持反应体系酸度在一个较低的水
平。反应终止时,反应体系中硫酸浓度可降低至歧化氧化分步
法的50%~6O%。这样使每次反应加入的硫酸量减少60%。
两种工艺参数的对比结果如表1所示。
表1 两种工艺参数的对比
Table 1 Comparison of technical parameters for different pro—
CeSSeS
作者筒介:
张蕴辉(1963一)。男。河北滦县人。长沙市环境科学研究所工程师。从事环境工程及度物综合利用研究;
中~ (1966一)。男。湖南邵阳人。湖南科源科技实业有限公司工程师。硕士。从事电池材料研究:
彭天剑(1963一),男。湖南韶山人。湖南科源科技实业有限公司总经理。硕士。从事电池材料研究;
蔡固平(1955一),男。湖南长沙人。长沙市环境科学研究所副研究员。硕士。从事环境科学及环境工程研究。
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电 池
BATTERY BIM0NTHLY 第33卷
1.2 尾液循环工艺
氧化反应后分离出来的液体。除硫酸外。还含有副产物
(钠、铁、镍、铜、锰等金属的硫酸盐)。实际生产时,每个批次的
反应条件和参数是相同的。
经考察测试。75%~80~,6的尾液循环利用率对产品的质量
不存在显著的影响。这样尾液处理量可以降低至实际产生量
的20% ~25% 。
表2 循环液体的利用率与其中杂质最高含量的关系
Table 2 Relationship between availability and highest impurity
contents in cycle solutions
循环利用率/% 0 50 66 75 80 90
杂质最高含量/倍 1 2 3 4 5 10
1.3 逆流漂洗工艺
歧化、氧化生成的二氧化锰微孔内部和其表面均有大量的
酸和杂质,必须进行水洗脱附和中和处理⋯ 。
原生产工艺中,产品经过7~8道热水漂洗后,才能保证清
除绝大部分杂质。在生产中发现相邻两次漂洗废水中杂质含
量有一定的值差。通过逆流漂洗工艺和增加漂洗次数。可达到
原生产工艺同样的清洗效果。而热水用量可减少到原来的
30% 。锅炉燃煤也降低了40% 。两种漂洗工艺对比结果如表3
所示。
表3 两种漂洗工艺对比
Table 3 Comparison of two rinsing processes
1.4 产品性能
采用平行加料技术后,产品的视密度及放电性能得到较大
的改善。
表4 产品性能对比
Table 4 Co mparison of product performance
1.5 末 治理技术要点
-.粉尘治理产生粉尘污染源主要是焙烧炉。焙烧炉有
加料口、加煤口、出料口等约8处出入口,若对8处孔口全部安
装抽风罩,达到完全控制粉尘扩散需极大的抽风量(≥
16 000m3/h)f~规模庞大的处理设备。较简洁的工艺应是内部
炉瞳抽风。此条件下抽风量约800~1 000 m3/h时,基本可控制
焙烧炉出入口粉尘扩散。相应的处理设备采用能耐高温的颗
粒过滤器。
b.废水治理对于活性二氧化锰生产。排放废水pH在3
左右,若直接采用烧碱中和运行成本过大。而采用石灰中和,大
量的石灰渣中含二价锰,废渣处置将成为企业难题。废水治理
应采用两级中和法。第1级中和用廉价石灰粉。将废水中和至
pH为4.5~5.5,此时,废水中大部分硫酸与石灰反应。生成固
体硫酸钙。同时去铁。而其它重金属仍以离子状态存在于水中。
一级中和的废水过滤后再按混凝中和法去锰。第1级处理产生
的石膏渣只含微量重金属。可以作为副产品处理。而第2级产
生的沉渣富含锰。可进行回收处理。彻底地解决污水处理的污
泥问题。
c.氯气治理生产中重质氧化反应釜产生大量氯气。生产
5 000 t活性二氧化锰约排放氯气347 t。氯气处理首先应考虑
回收利用。主要方式有生产氯酸钠、漂白粉(或漂白精)、次氯酸
钠、FeCI3等。若生产氯酸钠,可直接用于本身生产。
2 结论
a.平行加料和恒酸度氧化工艺代替歧化氧化分步法工艺,
使硫酸消耗减少60%,氯酸钠减少7%。
b.采用尾液循环工艺和逆流漂洗工艺将使生产废水降到
原有的30%。既节约用水,也减少了污染负荷。
c.活性二氧化锰生产中排放的粉尘、废水、废气的治理应
以减量化、减害化为主。深度净化为辅。
参考文献:
[I】LIU Wu-hua(刘务华),PENGTian.jian(彭天剑).DONGXiong-wen
(董雄文).et a1.锰粉焙烧工艺对活性二氧化锰性能的影响[J】
. Battery Bimonthly(电池),2002,32(2):100—101.
[2】PENG Hong-xi(彭宏熙),HAN Xue-liang(韩学亮),FU Wen.kun
(付文昆).活化二氧化锰制造方法的进展[J】.Battery Bimonthly
(电池)。1993.23(4):183—187.
[3】LIU Wu-hua(刘务华).XU Ba o-bo(徐保伯),ZHOU Qiong-hua(周
琼华),et a1.活性二氧化锰的发展与应用[J】.Battery Bimonthly
(电池).1996,26(4):169—171.
收稿日期:2003—03—15
葫锌新产品技术开发公司
负责人变更
任命王洪刚同志担任沈阳葫锌新产品技术开发公司总
经理。
葫芦岛锌厂
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[ Last edited by berlin on 2006-11-14 at 08:46 ]
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