3、生产规模和产品方案

3.1 生产规模

根据项目所采用的工艺技术水平、原材料供应能力和产品市场分析与预测及**公司的实际情况，经调研、论证，确定本项目的生产规模为： 30kt/a硫酸锰（MnSO4.H2O）。

年操作天数：300天。 3.2产品方案

本项目主产品为硫酸锰（MnSO4.H2O），其质量指标符合工业级硫酸锰和饲料级硫酸锰化工行业标准要求。

3.3项目建设的主要内容

本项目在**公司硫酸普钙厂普钙车间内建设，尽量利用普钙车间原有的建构筑物，依托**公司原有的公用工程、生活福利等设施，建设的主要内容包括主要生产装置及配套的生产辅助工程、公用工程等设施。

1、主要生产装置 球磨厂房、料浆泵房、浸出、净化厂房、过滤厂房、干燥、包装厂房、浓缩、结晶厂房等。

2、与上述生产装置配套的生产辅助工程、公用工程等设施 原料仓库、成品仓库、维修间、车间办公室、厂区给排水、消防系统、总图等。

13

4、工 艺 技 术 方 案

**公司现在拟利用原有12万t/a普钙生产车间场地和厂房，改建30kt/a硫酸锰生产线。软锰矿和硫铁矿的粉碎利用原普钙生产磷矿石粉碎系统，并在硫酸锰生产过程中能使用本厂硫酸，加热蒸汽全部利用硫酸的副产蒸汽，并部分消化硫酸车间的含硫酸废水。所以，**公司改建30kt/a硫酸锰生产线具有投资省、生产成本较低的优点，并具有环保效益。

利用软锰矿生产硫酸锰，生产工艺主要包括软锰矿浸出、中和、过滤分离、除杂、浓缩结晶、离心分离、干燥等工序。工艺的不同之处主要是在软锰矿浸出、过滤分离、浓缩结晶、干燥这些工序，下面作简单介绍。

4.1浸出工艺技术方案的确定

4.1.1当前软锰矿浸出生产工艺技术发展概况

软锰矿浸出工艺很多，根据其流程的不同，可以分为二大类：一是软锰矿预还原浸出法；二是软锰矿直接酸浸法。软锰矿预还原浸出法中使用最多的是煤还原焙烧—硫酸浸出法，而软锰矿直接酸浸法中两矿浸出法较为常用。

1．煤还原焙烧——硫酸浸出法

煤还原焙烧-硫酸浸出工艺已有半个多世纪的历史，是传统而实用的工艺。此法将软锰矿与煤粉以 100：20(质量比值)的配料比混合，在焙烧炉中于 800℃进行还原焙烧，生成氧化锰。于隔绝空气条件下冷却至室温，在 15～20%稀硫酸中进行酸解，用二氧化锰作氧化剂使 Fe转化 Fe，控制 pH≤5.2，经压滤，以除去Fe、铝和其它酸不溶物，再静置沉降进一步去除钙杂质。硫酸锰精滤液经蒸发、浓缩、结晶、离心分离、热风干燥，制得硫酸锰成品。此方法技术成熟，硫酸锰的质量好。但它产生的SO2、粉尘严重污染环境，操作条件差。且需高温焙烧，热能耗高。

2．两矿焙烧法

将软锰矿和硫铁矿干燥后分别经粉碎，然后配料混合，在500～600℃下焙烧0.5～1小时，熟料用稀硫酸锰溶液浸出，分离湿渣后进行精滤，再经蒸发、浓缩、离心分离，湿料经干燥、粉碎，制得硫酸锰产品。该方法不需使用硫酸，能同时实现两矿的有效利用。但该方法在生产过程中同样也会产

14

3＋

2＋

3＋

生SO2和粉尘，污染环境。

3．湿法还原浸出工艺

将软锰矿、硫酸和一定量的还原剂混合反应，在一定温度下用水浸取，过滤湿渣后浓缩结晶获得硫酸锰。由于该工艺避免了高温焙烧工序，不会产生含SO2废气，且为一步法浸出，简化了工艺，因此，该方法是用软锰矿制备硫酸锰的发展方向。

（1）两矿湿法

将软锰矿、硫铁矿和硫酸按一定配比混合，在一定温度下反应生成硫酸锰。其主要反应方程式为：

15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4 →15MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 14H2O 其工艺流程示意图见图4- 1：

图4-1 两矿湿法工艺流程示意图

该方法目前逐渐被我国硫酸锰厂家采用，优点在于省掉了高温还原焙烧工序，改善了操作环境，降低了原料消耗，而且硫铁矿的价格较为低廉。浸取、中和除铁铝都是在同一反应槽中一次完成，固液分离容易。能使用低品位软锰矿为原料，克服了软锰矿传统法生产中对原料要求高、能耗高、劳动强度大、成本高、环境差等缺点。节约了能源，降低了成本。是一种值得推广应用的硫酸锰生产新工艺。缺点是渣量较大，过滤损失的锰较多，影响锰的收率；而且硫铁矿会带入一些杂质，除杂要求较高。

（2）二氧化硫法

我国SO2排放量不断增加，已成为世界SO2排放大国。最近使用SO2气体制备硫酸锰的方法开始被关注。SO2易溶于水，其水合产物为亚硫酸。利用亚硫酸的还原性和二氧化锰的氧化性而设计的反应体系，用软锰矿的浆液在吸收器内吸收烟道气中SO2并生成连二硫酸锰和硫酸锰。近年来，软锰矿浆烟气脱硫并副产硫酸锰技术在我国逐渐引起了重视。但该法生成连二硫酸锰副产物，会影响硫酸锰的质量。

15

（3）有机还原剂浸出工艺

日本的精工化学株式会社赤羽工厂使用苯胺作还原剂，并在室温下直接浸出二氧化锰矿物，该工艺已经实现了工业化生产硫酸锰。使用有机还原剂具有反应条件温和，锰的浸出率高等优点，且带入无机杂质较少，制得的硫酸锰纯度较高。但与无机还原剂相比，有机还原剂的价格昂贵。

文献中还发现使用硫酸亚铁、过氧化氢、醇类、酚类及芳胺类、草酸、纤维素等作还原剂的实验报道，但实现工业化生产的不多。

4.1.2软锰矿浸出生产工艺技术方案的选择

综上所述，由于传统的生产工艺存在着能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题。而两矿湿法目前逐渐被我国硫酸锰厂家采用，工艺成熟。其优点在于省掉了高温还原焙烧工序，改善了操作环境，降低了原料消耗，能利用低品位软锰矿为原料，克服了软锰矿传统法生产中对原料要求高的缺点，节约能源，生产成本低。结合**公司实际情况，确定本项目生产工艺采用两矿湿法浸出工艺技术方案。

4.2过滤分离工艺技术方案的确定 1．板框压滤机

板框压滤机是一种在压力下间歇操作的过滤设备，它使用于过滤粘度大、颗粒小、有可压缩性的各类物料，并适用于如下的工艺过程：液体的澄清，分离难于过滤的低浓度悬浮液或胶体悬浮液，分离液相粘度高或接近饱和状态的悬浮液，或产量小、分批生产的料浆。

程控自动压滤机是由厢式滤板排列或厢式隔膜板+厢式侧板排列，相邻两块滤板构成滤室，在输料泵的压力作用下，将料浆输进滤室，通过过滤介质，将固体和液体分离再将滤饼榨干的设备，广泛用于化工、石油、制药等。与板框压滤机相比，程控自动压滤机的处理能力可大幅提高。

2．真空吸滤机

真空吸滤机主要由转鼓体、传动装置、洗涤装置、气液分离罐和真空泵等部分组成。与其它的过滤设备相比，具有工作连续平稳，脱水效果好，产量大，动力小，无噪音，维修简便，易清洗等特点，但不适用于高粘性物料的处理。

3．上悬式离心机

16