ICS71.020 G10 中华人民共和国国家标准 GB/T29339—2012 高 锰酸钾生产技术规范 Productiontechnicalregulationforpotassiumpermanganate 2012-12-31发布 2013-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国石油和化学工业协会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会无机化工分会(SAC/TC63SC1)归口。 本标准起草单位:重庆嘉陵化学制品有限公司、中海油天津化工研究设计院。 本标准主要起草人:万云生、刘幽若、张仁义、陆思伟、陈少全、蒋宪学。 本标准为首次发布。 ⅠGB/T29339—2012 高锰酸钾生产技术规范 1 范围 本标准规定了高锰酸钾生产企业的基本要求、高锰酸钾生产过程控制、生产设备维护和保养、产品 质量要求、安全生产、保护环境操作注意事项、污染物控制、数据采集与监测采样、污染物监测方法等 要求。 本标准适用于现有高锰酸钾生产企业。也适用于对我国新建、扩建、改建和实施技改工程的高锰酸 钾生产企业。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。 GB/T1608 工业高锰酸钾 GB/T5468 锅炉烟尘测试方法 GB/T6920 水质 pH值的测定 玻璃电极法 GB8978 污水综合排放标准 GB9078 工业炉窑大气污染物排放标准 GB/T11901 水质 悬浮物的测定 重量法 GB/T11903 水质 色度的测定 GB/T11911 水质 铁、锰的测定 火焰原子吸收分光光度法 GB/T11914 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 GB12348 工厂企业厂界环境噪声排放标准 GB/T15432 环境空气 总悬浮颗粒物的测定 重量法 GB/T16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB18599 一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准 HJ/T57 固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 气动流化塔法 pneumaticfluidizationtower 空气、锰粉、液体氢氧化钾在具有一定压力的反应塔内,在一定温度条件下,进行密闭式连续氧化反 应而制取锰酸钾。是连续生产。是国内或国际的先进技术和先进设施。 3.2 平炉氧化法 openhearthoxidation 锰粉、液体氢氧化钾、固体氢氧化钾在一定面积的平炉面上,在一定温度条件下,进行敞开式断续氧 1GB/T29339—2012 化反应而制取锰酸钾。是间歇生产。 4 基本要求 4.1 总图布置要求 4.1.1 散发气体的装置应布置在厂区常年最小频率风向的上风的边缘地带。 4.1.2 厂房的布置应根据工艺流程同时结合场地条件因地制宜,并有利于安全、节能、建筑物通风、采 光以及管线布置等要求。 4.2 工艺设计要求 4.2.1 劳动安全、卫生防护措施、环境保护设施应做到与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用, 凡不符合劳动安全卫生标准、环境保护标准的,不得施工和投产。 4.2.2 高锰酸钾生产工艺流程应包括:氧化反应、压滤、电解、重结晶、干燥包装、蒸发、苛化。 4.2.3 应采用先进的工艺和设备。 4.2.4 同一性质的生产设备,宜集中布置,为劳动安全、卫生防护及环境保护设施留出足够的检修 空间。 4.2.5 电解厂房应为敞开式设计;干燥厂房应为密闭式设计;生产车间地面应平整。 4.2.6 工艺设计应优化工艺流程,减少中转环节,缩短运输距离。 4.3 生产线卫生设计及工作场所有害因素职业接触限值 工作场所设计应积极采取行之有效的综合防护措施,防止有害因素对工作场所的污染。对于生产 过程中尚不能完全消除的有害因素,亦应采取综合预防、治理措施,并使设计的设施正常运行。确保工 作场所空气中有毒物质低于最高容许浓度。 4.4 工艺装置要求 4.4.1 工艺装置 新建高锰酸钾项目采用的技术及设备,应是目前国内或国际的先进技术和先进设施。 4.4.2 装置规模 装置规模应符合国家和有关部门产业结构的相关规定。 4.5 环境保护 4.5.1 应有防止大气污染的除尘装置,大气污染物的源排放应满足GB16297的要求; 4.5.2 应有固体废物综合利用设施,锰渣储存应满足GB18599的要求; 4.5.3 应有水循环利用系统和工业废水处理系统,工业废水零排放; 4.5.4 噪声应满足GB12348的要求。 4.6 经济技术指标 经济技术评价指标应符合相关部门的规定。在国家没有相关规定时,企业参见附录A自行评价。 2GB/T29339—2012 5 高锰酸钾生产过程控制(气动流化塔法) 5.1 方法提要 将锰粉与氢氧化钾按一定比例混合,泵入气动流化塔中,在一定温度、压力条件下通入空气,反应制 得符合要求的锰酸钾;经压滤配制成锰酸钾电解初始液;锰酸钾电解初始液在规定电流和电压作用下, 电解制成高锰酸钾;经重结晶、洗涤、干燥、包装,制得成品高锰酸钾。 电解母液通过蒸发、苛化处理,回收的氢氧化钾继续用于工艺过程使用。 主要反应方程式如下: 2MnO2+4KOH+O2→2K2MnO4+2H2O K2MnO4+H2O→KMnO4+KOH+1 2H2↑ K2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2KOH 5.2 原料质量要求 5.2.1 锰粉质量要求(见表1) 表1 锰粉质量要求 项目 w(MnO2) 酸不溶物w 水分w 活性w 细度 质量分数 65% 8% 5% 20% ≥125μm 5.2.2 氢氧化钾质量要求(见表2) 表2 氢氧化钾质量要求 项目w(KOH)(液体) w(KOH)(固体) w(KOH)w(K2CO3)w(Cl-) w(KOH)w(K2CO3)w(Cl-) 质量分数 ≥45.0% ≤1.5% 0.5% 88% 2.5% 1.0% 5.2.3 石灰质量要求:氧化钙质量分数≥60%。 5.3 主要设备 5.3.1 气动流化塔 气动流化塔属Ⅲ类压力容器,应符合压力容器的有关要求。 5.3.2 电解槽 电解槽外形为锥形钢制容器,内装电极。电极材料为: 5.3.2.1 阴极:圆钢; 5.3.2.2 阳极:钢板镀镍或不锈钢板; 5.3.2.3 阴极与阳极比例:1∶8~1∶10。 3GB/T29339—2012 5.4 工艺流程(见图1) 图1 工艺流程图 5.5 操作程序 5.5.1 开车准备 5.5.1.1 氧化反应工序 检查确认塔体上的各类阀门完好(包括填料无泄漏),温度、压力、液位控制等仪器工作正常,垫片完 好无泄漏;确保反应塔、碱锅装满碱,反应塔下电极灯亮。 5.5.1.2 压滤工序 5.5.1.2.1 检查确认机器设备、板框及滤布等,确保设备状况良好。 5.5.1.2.2 按压滤机的使用程序进行操作。 5.5.1.3 电解工序 5.5.1.3.1 检查确认电解槽槽与槽之间、槽与地之间、阳极与阴极之间绝缘符合要求。 5.5.1.3.2 检查确认变压器、整流器完好。 5.5.1.4 重结晶工序 5.5.1.4.1 检查确认真空泵、离心机完好。 5.5.1.4.2 检查确认各种容器是否符合开车使用的条件。 4GB/T29339—2012 5.5.1.5 干燥包装工序 5.5.1.5.1 检查确认烘干机、筛分机设备完好。 5.5.1.5.2 检查确认台秤在校验周期以内和回零。 5.5.1.6 蒸发工序 5.5.1.6.1 检查确认蒸发设备完好无泄漏。 5.5.1.6.2 检查确认真空系统正常。 5.5.1.7 苛化工序 检查确认辅料已经准备好。 5.5.2 开车运行 5.5.2.1 氧化工序 5.5.2.1.1 关闭气动流化塔塔体排料阀、进气阀,开启塔体进料阀,开启各种指示仪表。 5.5.2.1.2 将碱温加热至≥225℃后,向气动流化塔塔内泵入液体氢氧化钾,启动空气压缩机向塔内 送气,使反应塔顶压力保持在恒定值。当塔温在220℃时开始向反应塔内送锰粉。进料完成后,关闭气 动流化塔塔体进料阀。 5.5.2.1.3 在温度为220℃~320℃、压力为0.22MPa±0.02MPa下反应2h~4h后出料,经沉降 分离出液体氢氧化钾和锰酸钾。锰酸钾送至下工序配置电解初始液,液体氢氧化钾送至反应塔循环 使用。 5.5.2.2 压滤工序 在配料锅中,用含碱≥5%的洗渣水,溶解锰酸钾物料,随时抽样检查,控制物料浓度在22°Bé~ 25°Bé范围内。不同的物料进入相应的压滤机,制得电解初始液。精制锰渣回收使用,二次锰渣经洗涤 合格后,堆码到指定地点。 5.5.2.3 电解工序 将制得的电解初始液经保温沉降处理后泵入电解槽中,在一定电流、电压作用下,电解成高锰酸钾。 检查槽中锰酸钾质量分数降低情况,锰酸钾质量分数≤30g/L时,断电出槽。 5.5.2.4 重结晶工序 将电解出槽后的结晶进行重结晶,离心分离洗涤,得到符合要求的高锰酸钾半成品。 5.5.2.5 干燥包装工序 高锰酸钾半成品经给料机进入烘晶机内,经烘干、筛分、包装成不同规格的高锰酸钾成品。 5.5.2.6 蒸发工序 将电解母液、苛化液蒸发浓缩至45°Bé后沉降,分离锰酸钾、氯化钾等,再将45°Bé清液浓缩至 52°Bé,冷却分离碳酸钾得到合格的回收碱。 5.5.2.7