一、项目背景分析
1、电解锰行业概况:全国最大的电解锰生产基地,俗称“锰三角”的湖南、重庆、贵州三省市交界之地,也是世界电解锰技术较为成熟和前沿的地域,受整个钢铁行业及资源矿产业发展的影响,加上碳酸锰矿资源开采日渐枯竭(原矿石品位在20 度以上,现只有12 度左右);以及我国西北地区、新疆、青海高品位碳酸锰(可达40-50 度)矿(含氯)的开采利用,使“锰三角”地区产业雪上加霜,致使多家企业处于停产和半停产状态。
2、制约电解锰行业的瓶颈
(1)在技术上几十年来没有大的突破,电耗较高,基本上在6000 度电/金属吨。
(2)产品一直没能得到很好的更新,用途受限。如一直采用加硒电解工艺,没有高纯度的衍生品,如无硒或低硒高纯电解锰,产品市场竞争力不够。
(3)在当地碳酸锰矿资源日益枯竭的情况下,利用高品位二氧化锰生产电解锰的技术,研发探索,尽管有一定的突破,仍没能从技术上得到根本解决。
3、二氧化锰矿的利用现状:二氧化锰矿一直是生产硫酸锰的主要原料,利用二氧化锰矿生产电解锰这一技术,虽世界各国都在研究其技术,而归纳起来有这样几种方法:
(1)焙烧还原法(加硫、炭或其它物还原焙烧)浸出、电解。
(2)两矿直接还原浸出法电解(常用硫铁矿)。
(3)有机物、高分子化合物还原浸出法(利用蔗糖渣、木屑、桔梗、谷壳、海边的螺壳、蛤壳等等)电解。二氧化锰还原方法五花八门,无其不有。但是,最终电解,不是返酸、返碱,黑板,就是产量上不去,单板只在2.8-2.9 ㎏。归根结底,不论采用哪种工艺方法,都能使二氧化锰还原氧化锰的转化率提高,其浸出率都可达到95%以上,但就是电解不行。究其原因是净化除杂不过关,在电解时伴有硫化氢气体产生。
二、技术的应用前景分析
本研发工艺就是利用碳酸锰矿、二氧化锰矿与硫铁矿采用两矿法还原,制备高纯度电池级硫酸锰;在工艺过程中解决了电解液除杂的难题,使电解液除杂要求达到其工艺规定的标准。这是针对目前电解锰行业在净化处理(即水处理)方面仍然存在的主要缺陷。譬如,每个厂家都有硫铵结晶的问题发生,需要添加二氧化硒才能正常电解,其存在问题的实质就是液的净化不够彻底所致。
工艺简述:与现在电解锰厂流程一致,工艺流程中需要再增加1-2 次加药剂压滤除杂。即:
1、制高纯硫酸锰[硫铁矿、二氧化锰矿。在此特别申明:所研发工艺不选择矿]
两矿破碎球磨(85-95 目)→化合(浸出)→除杂压滤(一压)→二压(加药剂)→三压→加热→四压→结晶(饲料级) 加高纯水 过滤→再除杂压滤→结晶(电池级)
2、制电解锰[硫铁矿、二氧化锰矿,特别申明:所研发工艺不选择矿]
两矿破碎球磨(85-95 目)→化合(浸出)→除杂压滤(一压)→二压(加药剂)→三压→电解
三、效益分析(生产成本---以一个金属吨计)
1、高纯硫酸锰的生产成本估算,这是一个动态数据,因为黄铁矿中的含硫铁量不同,二氧化锰矿的品位含锰(Mn)量不同,所以没有固定数据,但一般情况是按照黄铁矿含硫量35%、硫酸浓度95.5-96%计,各软锰矿的配料比如下:
配料比
软锰矿含Mn(%) 软锰矿:黄铁矿:硫酸
26 1∶0.278∶0.45
28 1∶0.30∶0.487
30 1∶0.32∶0.521
32 1∶0.342∶0.556
34 1∶0.363∶0.591
2、由于两矿品位的不确定性,在此,只能以电解锰浸出液成本为基础进行估算,即:
1 个金属吨电解锰液成本+第2 次净化除杂(300 元)+产品结晶蒸发(600 元)=3 吨硫酸锰成本
制液成本=6 吨(20%MnO2)×300 元/T+2 吨(FeS)×350 元/T+500 元(第1 次除杂剂)+2.5T(硫酸)×500 元/T+100 元(氨水)+200 元(H2O2)+300 元(工、料、机)=1800 元+700 元+500 元+1250元+600 元=4750 元
3 吨硫酸锰(1 个金属吨)成本=4750 元+300 元+600 元=5650 元
① 3吨硫酸锰市价(电池级)=3 吨×5000 元=15000 元
毛利润=15000 元-5650 元=9350元
② 3吨硫酸锰市价(饲料级)=3 吨×3500 元=10500 元
毛利润=10500 元-5650 元=4850 元
3、由于净化除杂非常干净,制出的液加入硫铵可生产高纯无硒电解锰。
4、由于前两段的制液净化除杂都是一样,可以根据产品的市场行情,随时进行调整产品的生产。
四、技术投资分析
1、项目环境问题:由于湿法化工工艺本身只对物料处理所采用的诸如混合、调质调值及其净化脱水分离等等的要求,而净化、除杂、沉淀等产生的尾水,用于清洗压滤残渣。工艺环节中对水的循环使用,能够保障整个生产过程无废水排放。
2、项目市场风险:本项目可以对现有生产电解锰厂工艺进行进一步完善和优化。不必对生产设备及场地作大的调整和投入。而利用软锰矿制备高纯硫酸锰和电解锰,制液除杂技术的彻底突破,将为软锰矿的开发带来新的巨大商机和市场。谁掌握技术,就意味着谁将抢占市场先机。