第一章设计要求和原则概述本项目为俄罗斯CHEK-SU公司建设的年产8万吨电解金属锰项目，生产主原料为公司生产的氧化锰和碳酸锰精矿，采用湿法冶炼工艺，年生产天数330天，年生产产量为80000吨，设计四条电解生产线。

采用有硒电解、无铬钝化环保工艺，生产中产生的粉尘、酸雾回收利用，废水全部回收至污水处理站处理后重复使用，废渣排至尾矿库堆存，电解冷却水闭路循环使用。

设计指导思想和编制原则1.2.1 设计指导思想1、设计执行相关的方针、政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。

2、全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的基本方针，有效保护和科学合理开发利用当地资源。

3、优化冶炼工艺流程，在经济合理的条件下，尽量提高金属回收率。

4、遵循可持续发展的观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善三废处理设施，控制对环境的污染，做到环境措施与工程建设“三同时”。

5、设计中在各个环节注意节省能源和降低成本。

6、严格按设计程序开展设计工作，确保设计质量。

1.2.2 设计原则、产品产量和质量及能源消耗保证值1、建设年产8万吨电解金属锰工厂，工厂一次建成投产；2、项目设计生产的产品为含%的电解金属锰（中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），牌号为DJMnD）；3、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、氧化锰矿，湿法冶炼生产工艺；4、本项目采用目前行业最新的设备和工艺，对生产过程中产生的废气、废水、废渣均采取了有效的治理措施，达到清洁生产及环保要求，工艺技术达到目前同行业先进水平；5、本次项目采用的技术经济指标为：（1）每条电解生产线330天生产量为20000吨，设计四条电解生产线，生产规模80000吨/年（产品合格率为100%）；（2）电解采用SeO添加剂，正常生产时，电流效率68～70%，电流密度320～2380A/m2，槽电压为～，每吨锰直流电耗≤6500kWh；（3）项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰分析结果中，二价锰回收率：85%；（4）电解金属锰产品Mn含量达到%，即产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003；6、废弃场和排放场的再利用，应符合俄罗斯联邦的卫生和自然保护立法要求。

建设规模及产品方案1.3.1 建设规模本项目规模为年产8万吨电解金属锰。

1.3.2 工作制度连续工作制，每天三班，每班8小时，年工作330天。

厂址位于俄罗斯哈卡斯共和国西拉区图依姆村。

设计范围原料堆场、汽修车间和加油站、焙烧车间、磨粉车间、化合车间、硫化车间、净化车间、粗滤车间、精滤车间（二者是否考虑合并在一起，节约土建投资？）、电解车间、尾矿库、成品车间、供电系统和配电系统、给排水系统、污水处理、硫磺制酸车间、冷却循环水系统、供热供暖系统、转运设施、220kV总降变电站、进厂公路和铁路。

(是否增加全厂监控、地泵房、取水泵房等小子项)设计标准1、设计和施工标准采用俄罗斯联邦现行的强制性规定和条例。

2、在中国制造并出口的设备和材料采用中国标准，并依照俄罗斯联邦相关法律取得认证证书，以证明其符合俄罗斯强制标准要求。

第二章技术方案工艺技术方案2.1.1 金属锰技术方案2.1.1.1 生产方法金属锰的生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。

本项目的产品金属锰采用电解法即湿法冶炼生产。

锰矿运入厂后首先进行原料预处理：根据原料到厂的含水分量，经过晾晒或者烘干等系统，使水分达到＜5%以下，才能进入下一道工序。

氧化锰矿还原焙烧得到一氧化锰再进一步磨粉；碳酸锰矿经磨粉得到所需粒度粉料，再用埋刮板输送机将一氧化锰和碳酸锰矿粉分别送入化合槽浸出，用硫酸将碳酸锰矿和一氧化锰矿粉中的Mn2+浸出获得硫酸锰混合液矿浆，经一次压滤固液分离，硫酸锰溶液再经硫化除重金属杂质、静置24小时之后，进入二次压滤，硫酸锰溶液加入电解添加剂，进入合格液池储存，进入电解车间电解。

在电解槽内电解时，阴极析出氢，阳极析出氧气，控制各种工艺指标达到工艺要求，即可获得电解金属锰产品。

2.1.1.2 产品标准本产品参照中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），生产的电解金属锰，其化学成分参见表2－1。

2.1.1.3 工艺流程图电解金属锰的生产工艺流程详见图2－1。

图2-1 金属锰生产工艺流程图2.1.1.4 主要生产技术指标项目主要生产技术指标见表2－2。

第三章工艺流程简述工艺流程系统划分1）原料储存和制备系统；2）浸出系统（矿浆、浸出、氧化、中和）；3）压滤系统（固与液分离、硫化、静置、合格液池）；4）电解系统（控制槽Mn+2含量，温度，pH值，电流，阴、阳极板导电）5）产品处理系统（电解24小时后取锰板、换新板、钝化、冲洗、烘干、剥离、包装、入库）；6）电解预处理系统（处理不合格阴或阳极板，隔膜布，清槽）；原料储存和制备系统碳酸锰（MnCO3）和二氧化锰（MnO2）分别设计有MnCO3和MnO2矿，二个月的露天晾晒堆场，一个月封闭式库房。

温暖季节通过自然干燥，使水分降至5%以下，雨、冬季节根据气象条件、下雨、下雪时用防渗膜盖住，有晴天出现时，尽快打开晾晒，移存入库。

硫酸（H2SO4）硫酸（H2SO4）储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计一个，存量2000吨，4天使用量，硫酸的含量≥98%。

氨水氨水储罐采用钢制外加12cm的岩棉保温，钢制抗压、防腐、防火、防渗、防爆等满足危化品安全储存方式，储罐设计两个，每个2000吨，共计4000吨，8天使用量，浓度为5%-10%。

氨水的制备利用两种换热器。

各换热器均由不锈钢材质的盘管组成，将液氨气化和氨水制备放在同一台设备中，液氨经过进入吸收器与水混合充分吸收，并放出热量，进入盘管冷却器进行降温。

通过液氨和水的流量调节氨水的浓度为5%-10%，制备好的氨水，经检测合格后，送入氨水储罐。

化工用品SDD、SeO2、水玻璃、磷酸、钝化剂、硫酸铵、硫化钡、硫化铵、固体硫磺等化工用品，分别按不同化学性质类别的安全规范储存要求，储存在化工用品仓库，仓库设置有通风、防火、防腐、防渗、防爆等装置和危化品标识。

主要原料和辅助原料消耗表表3-1 主要原料和辅助原料消耗表原料制备系统（二氧化锰、碳酸锰、硫磺制酸）二氧化锰（MnO2）制备成一氧化锰（MnO）。

首先，得把外运入库的含Mn≥35%、粒度≤10mm、水份≥5%以上的二氧化锰矿，用装载机送入料仓，再经皮带计量称，定量送至天然气加热的圆筒烘干机烘干，使水份≤5%以下，与含固定碳≥70%的还原煤（添加量15-20%）混合均匀，送进多管竖式焙烧炉进行还原，还原温度控制在750-850℃之间，还原率可达到≥95%以上，经冷却降温至50℃以下入库。

烘干、焙烧二氧化锰量为225吨/日，74250吨/a。

制备原理为：MnO2+ C加热850℃→MnO+CO↑→MnO+CO2↑MnO2+ CO加热850℃在还原的同时：Fe、Co、Ni、Zn、Cu等氧化物也被还原，给下道工序氧化除铁及硫化除重金属，使用的二氧化锰粉和SDD原料量相应增加，但该工艺设计比传统的反射炉、微波炉、沸腾炉、回转窑等方法，技术要先进（属自主创新），环保要清洁，还原率高，操作简单可控，投资少，运营成本低，在国内已广泛应用于大工业生产。

碳酸锰粉（MnCO3）制备首先把外运入库的含Mn≥27%、水份＞5%以上、粒度≤30mm以下的碳酸锰精矿。

根据当时当地的气象条件，采用晾晒或天然气加热的圆筒烘干机烘干方法，使水分控制在≤5%以下入仓，开始磨粉。

制粉一氧化锰（MnO）和碳酸锰粉（MnCO3）磨粉利用装载机从料场送入至料仓，再通过电子秤喂料给单传动辊压磨机处理后（生产能力为100-120吨/a），物料经过提升机提升到V选，然后，由旋风机将细粉抽入动态选粉机。

通过旋风机收尘和袋式收尘器，把合格的产品送入料仓（100目过筛、≥95%过筛率），粗粉返回到稳流仓进入辊压机及配套系统连续进行生产，粉尘收集率≥%以上，运行稳定，操作简单可控，但，在设计中要考虑碳酸锰矿和一氧化锰交叉使用该设备的相关配套装置。

采取5天加工碳酸锰粉6000吨，换一天加工一氧化锰矿1200吨。

同时，配套两个1500吨碳酸锰粉料仓系统和一个1500吨一氧化锰粉料仓系统。

为了降低噪音，最好把加工时间控制在白天的12小时，若环境允许，也可晚上加工一氧化锰。

硫磺制酸（1）熔硫工序硫磺库中的硫磺以装载机机送入料斗，经园盘给料机，胶带输送机送入熔硫工段快速熔硫槽。

硫磺贮存于硫磺仓库。

自原料工段来的固体硫磺在快速熔硫槽中，以蒸汽间接加热，以搅拌器连续搅拌熔融为液体硫磺并进入过滤槽，以过滤泵送入液硫过滤器，过滤分离出泥砂灰尘等杂质。

分离后的精硫入中间槽以中间槽泵送入液硫贮罐贮存，间断地溢流进入炉前精硫槽，以精硫泵送入焚硫转化工段焚硫炉。

（2）焚硫、转化工序来自业主制备的精硫进入精硫槽，由精硫泵经机械喷咀送入焚硫炉内燃烧制取SO212%左右的炉气。

焚硫炉所需空气由空气鼓风机送入干燥塔干燥后送入炉内。

出焚硫炉SO2炉气经废热锅炉回收余热降温，以干燥空气调节SO2浓度至～10%、温度420℃左右后进入转化器进行第一次转化。

经第一段催化剂反应后的炉气以高温过热器与饱和蒸汽换热降温后进入第二段催化剂。

经第二段催化剂反应后的炉气以热热换热器与第二次转化气换热降温后进入第三段催化剂。

经第三段催化剂反应后的炉气以冷热换热器与第二次转化气换热降温，再经省煤器Ⅱ与脱盐水换热降温后进入高温吸收塔。

吸收SO3后的炉气经冷热换热器、热热换热器（E301）与SO3气换热升温至425℃进入转化器进行第二次转化。

经第四段催化剂反应后的炉气以低温过热器降温后进入省煤器Ⅰ与软水换热降温后进入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收。

经两次转化SO2总转化率达%。

（3）干吸、成品工序焚硫所需空气经鼓风机加压后入干燥塔，经93%硫酸吸收水分，使含水降至≤Nm3，并经丝网除沫器除沫后进入焚硫工段焚硫炉。

干燥塔内喷淋酸出塔入干燥塔循环槽，并以一吸塔循环酸泵串来的98%硫酸调节其浓度，以干燥塔循环酸泵送入干燥塔酸冷却器冷却降温后进干燥塔喷淋。

产品93%硫酸，由干燥塔酸冷却器出口引出经成品酸冷却器进一步冷却，经电磁流量计计量后送入成品工段硫酸贮罐贮存。

来自转化工段的第一次转化气进入一吸塔，吸收SO3并经纤维除雾器除去酸沫后返回转化工段进行第二次转化。

一吸塔内喷淋酸出塔入一吸塔循环槽，并以干燥塔循环酸泵串来的98%硫酸调节其浓度，以一吸塔循环酸泵送入一吸塔酸冷却器冷却降温后进一吸塔喷淋。

产品98%硫酸，由一吸塔酸冷却器出口引出经成品酸冷却器冷却，经电磁流量计计量后送入成品工段硫酸贮罐贮存。