二氧化锰生产电解锰的可行性.doc

二氧化锰生产电解锰的可 行 性 论 证二00八年三月目 录一、利用二氧化锰生产电解锰的必要性二、技术可行性三、新型炉（立炉）与传统反射炉、沸腾炉的比较四、经济效益分析五、环境保护的可行性分析六、投资概算七、结论一、利用二氧化锰生产电解锰的必要性随着电解锰在国际国内的用途越来越广，从而电解锰的生产能力迅速扩大，就全国而言，电解锰的生产能力已经达到200万吨/年以上，传统的生产方法均采用碳酸锰矿石生产。由于电解锰的发展非常迅速，碳酸锰的用量大幅度增加，这样导致碳酸锰资源不断贫乏，质量逐年下降。80年代生产电解锰用碳酸锰的锰含量要求24%以上；90年代的含量要求在21%以上；2000-2006年要求含量在18%以上；目前含量大部分在18%以下。这样矿石消耗量大，相应的辅助材料量和电耗也随着增加；从而导致成本直线上升，给生产企业带来重大的生存危机。对于有碳酸锰矿山资源地区的企业稍为好些，对于无碳酸锰矿山资源地区的企业面临全线停产的地步。因此要找新的资源替代碳酸锰矿迫在眉睫，也是维持电解锰企业生产生存的一种有效途径。二、技术可行性二氧化锰直接与稀硫酸几乎不反应，但二氧化锰经过焙烧，将原有Mn+4还原为Mn+2，这样可以与稀硫酸直接反应，生成硫酸锰。对这项技术多年来大家做了大量的工作，取得了丰富的经验，也应用到生产实践中去了，取得了很好的经济效益和社会效益。其氧化还原方法有：焙烧法、黄铁矿还原法、维生物又叫细菌还原法、二氧化硫还原法。就目前而言维生物法和二氧化硫还原法两种方法生产硫酸锰在国内只在实验中完成，推广到企业还有很多因素没有成熟，因此也就没有应用在生产实践中。黄铁矿还原法生产硫酸锰已应用到生产实践中，但由于生产电解锰要求硫酸锰液纯度比较高，而黄铁矿又是一些重金属伴生矿，杂质比较多，净化成本高，在电解锰生产实践中没有生产意义，因此，人们普通选用二氧化锰焙烧法。二氧化锰以高价氧化物形态存在，且其中的主要杂质是Fe2O3和SiO2，焙烧时矿石中的弱磁性Fe2O3转化为强磁性Fe304和r-Fe2O3（磁性赤铁矿），可通过磁选分离来提高MnO的含量。加热反应机理：加热Fe2O3+CO Fe3O4+CO2加热Fe2O3+H2 Fe3O4+H2O加热MnO2+CO Mn2O3+CO2加热MnO2+CO MnO+CO2加热MnO2+H2 MnO+H2O加热Mn2O3+CO Mn3O4+CO2MnO+H2SO4 MnSO4+H2O三、新型炉（立炉）与传统反射炉、沸腾炉的比较二氧化锰焙烧的目的：将高价氧化锰还原成低价氧化锰便于浸取。目前大家采用传统反射炉和沸腾炉焙烧两种，反射炉是将二氧化锰矿在炉中焙烧经过炭还原后，再将焙砂装入容器内上面覆盖一层水防止氧化，放入水中再慢慢冷却，这种方法加热与还原时间长达3小时以上，由于经常打开炉门，炉内温度不稳定且不易控制，导致焙烧产品质量不稳定。每焙烧1吨二氧化锰矿所需燃烧煤150-180kg；还原煤120-150kg，造成单位面积热耗高、产量低。其转化率为很难达到90%，大部分在85%以下，同时是高温作业，粉尘大，劳动条件差。沸腾炉加热和还原矿石在同一炉膛内完成，使炉内气体难以合理地控制，需要很大风力，这样造成烟尘较大，残炭高，热效率低，以上两种炉型热耗高劳保条件差、劳动强度大，成本相应提高，对环境污染大，按环保要求是不可行的。通过以上两种炉型生产原理，我们经过几年来的摸索、探讨、实践创造出一种新型立炉，这种炉型大部分是耐火材料做成造价低，采用混合煤气为燃烧剂，每吨产品耗还原煤100-120kg，燃烧白煤80-120kg/T，温度易控制，均匀连续出产品，产品出来的温度在60以下，保证产品质量稳定。既解决因炉内温度不好控制导致焙烧出来的焙砂转化率低（这种炉型焙砂转化率可达到98%），又解决了对环境污染问题，真正做到节能降耗，提高生产率等技术以的重大突破，为生产电解锰找到了大量可利用资源。二氧化锰的质量要求：1、MnO2的全锰在15%以上；2、粒度在3mm-15mm之间；3、入炉MnO2矿石水份在5%以下；4、相应的有害物质与碳酸锰矿要求一样。还原煤质量要求：1、固定炭在60%以上；2、粒度在3mm以下；3、水分在5%以下；4、含硫在2%以下。燃烧白煤质量要求：1、固定类在75%以上；2、水分在5%以下；3、粒度在15mm50mm之间。水煤气白 煤包 装球 磨MnO立 炉拌 匀还原煤MnO2烘 干工艺流程图四、经济效益分析1、生产成本概算原矿：MnO2全锰品位按20%，水分小于8%，到厂价550元/T，焙烧后按21%计，1.25吨左右MnO2烧1吨的MnO，即688元/T；白煤：220kg计综合价格1100元/T，0.22×1100=242元/T球磨：30元/T，焙烧工资30元/T，包装10元/T，水电20元/T，不可预见10元/T；合计：688+242+100=1030元/T含税价为：1030×0.13÷1.13120元/T除去煤、电及运输应扣税款35元/T含税价：1030+85=1115元/T2、耗矿量1.25金属吨生产1吨电解锰：1.25÷0.216吨3、耗硫酸、矿酸比为1:0.4（平均）6×0.4=2.4T碳酸锰矿酸比为1:0.57.5×0.52=3.9T3.9-2.4=1.5T每吨电解锰节约酸1. 5吨，目前市场价在1400元/T。节约酸价：1.5×1400=2100元/T4、多耗福美纳为：8500×0.05=425元/T5、同等碳酸锰17%含税价目前在1100元/T左右6、综合分析，按10000吨计酸：节约为2100元/T×10000吨=元增加福美纳为：425元/T×10000吨=元合计10000吨节约成本为：-=1675万元五、环境保护的可行性分析1、采用立炉焙烧MnO2,是在原来的反射炉、沸腾炉基础上通过几年的生产实践，改进了原来的加热方法，将直接加热变为间接加热，将直接燃烧煤改为混合煤气，烟煤改为白煤，煤质也采用低硫白煤，从而克服了燃烧过程中粉尘中的SO2排放量，另一个又对废气进行处理，从而达到国家排放标准。石灰水洗塔废气处理流程图废 气排 放高 炉到固定定点CaSO4六、投资概算（按日焙烧能力30-40吨计）1、土地：2亩荒地2、全套烘干机：1200×15000 15万元3、立炉：40×1 40万元4、煤气炉2.2m×1 26万元5、厂房和原料库：1500m2 12万元6、擂磨机： 15万元7、环保： 2万元8、其它： 1万元合 计： 116万元七、结论利用新型立炉焙烧法还原MnO2生产电解锰，经过我们的生产实践在技术上是成熟的、在环保上是可行的、在经济效益上与碳酸锰矿比较有很大的利润空间，竞争优势明显，尤其对没有资源的地区采用这种工艺方法，具有重大的经济效益和社会效益。