一種含錳廢水的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含錳廢水的處理方法，包括以下步驟：(1)向含錳廢水中加入堿性物質(zhì)；(2)在攪拌的狀態(tài)下將含CO2的氣體通入含錳廢水中進(jìn)行反應(yīng)；(3)反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液。本發(fā)明的含錳廢水的處理方法是以廢治廢，采用電解錳生產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸浸出或電解錳生產(chǎn)過(guò)程中鍋爐燃燒產(chǎn)生的含二氧化碳廢氣，并加入少量的堿性物質(zhì)，就可以將含錳廢水中錳資源有效的回收起來(lái)，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)產(chǎn)生的除錳溶液可以返回電解錳、電解二氧化錳或電解四氧化三錳的生產(chǎn)中重新利用，整個(gè)過(guò)程無(wú)廢物產(chǎn)生，保護(hù)了環(huán)境。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種含錳廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及濕法冶金(如電解錳、電解二氧化錳)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含錳廢水的處理工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)電解錳行業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)能急劇擴(kuò)張，使我國(guó)成為世界上最大的電解錳生產(chǎn)、出口和消費(fèi)國(guó)。目前電解錳主要采用硫酸浸出碳酸錳礦的方法生產(chǎn)，浸出過(guò)程中產(chǎn)生大量的含二氧化碳?xì)怏w，直接排放到空氣中。在電解錳生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的洗板廢水、沖洗槽面廢水、地面沖洗水、板框清洗廢水、壓濾沖洗濾布廢水、渣庫(kù)滲透液等含錳廢水，其含錳濃度一般在1?3g/L左右，也有含錳高達(dá)20g/L以上。由于這些含錳廢水中除含錳外，還含有NH4+、Ca2+、Mg2+、Cd6+等，廢水水質(zhì)復(fù)雜，且pH較低，處理難度較大。直接排放會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且造成了錳資源的浪費(fèi)。因此有必要對(duì)含錳廢水進(jìn)行有效的凈化， 使其循環(huán)使用，減少環(huán)境污染的同時(shí)提高資源的利用效率。
[0003]目前對(duì)含錳廢水處理方法主要有堿化除錳法、碳酸鹽除錳法、離子交換法、膜處理等方法。其中堿化除錳法一般是將石灰、Na0H、NaHC03等堿性物質(zhì)投加到含錳廢水中，把待處理水的pH值提高到9.5以上，Mn2+在溶解氧的作用下迅速地氧化為Mn〇2析出，從而達(dá)到除錳的目的。該方法簡(jiǎn)單易行，但加入的過(guò)量石灰等堿性物質(zhì)使得除錳后的溶液呈堿性，不能直接排放，并且除錳后產(chǎn)品中含有較多的未反應(yīng)的石灰，需要消耗過(guò)多的酸，從而導(dǎo)致該方法無(wú)法經(jīng)濟(jì)的利用。碳酸鹽除錳法需要在溫度大于20°C下進(jìn)行，并需要控制pH在8.8?9,碳酸鹽用量為理論用量的200%以上，該方法雖然能夠處理一定濃度的含錳溶液，但是需要消耗大量的試劑，運(yùn)行成本高。離子交換法除錳或膜處理含錳廢水需要使用大量的離子交換樹(shù)脂或超濾膜、反滲透膜等，離子交換樹(shù)脂、超濾膜、反滲透膜成本較高，從而使得這些方法的運(yùn)行成本增高，應(yīng)用受限。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本的處理含錳廢水的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0006]—種含錳廢水的處理方法，包括以下步驟:
[0007](1)向含錳廢水中加入堿性物質(zhì)；
[0008](2)在攪拌的狀態(tài)下將含C02的氣體通入含錳廢水中進(jìn)行反應(yīng)；
[0009](3)反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液。
[0010]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述含C02的氣體為電解錳生產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸浸出產(chǎn)生的含C02的廢氣、電解錳生產(chǎn)過(guò)程中鍋爐燃燒產(chǎn)生的含C02的廢氣。
[0011]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述含⑶2的氣體的通入量為理論量的1.5 ?10倍;所述理論量是指將含錳廢水中Mn2+完全轉(zhuǎn)化為碳酸錳所需的理論用量，通入過(guò)量的c〇2氣體可以將溶液中的錳去除到較低的含量。
【申請(qǐng)人】對(duì)除錳條件做了大量的研究和實(shí)驗(yàn)， 發(fā)現(xiàn)C02通入量至少在過(guò)量1.5倍以上才能達(dá)到較好的除錳效果，而其通入量超過(guò)10倍以上時(shí)，則對(duì)除錳深度影響不大，因此選擇1.5?10倍的C02理論通入量。
[0012]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述堿性物質(zhì)選自氨水、生石灰中的一種或幾種，其中氨水為浸出過(guò)程中常用的中和劑，而生石灰由于價(jià)廉易得，可作為輔助添加劑使用，降低運(yùn)行成本。
[0013]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，向含錳廢水中加入堿性物質(zhì)至含錳廢水的pH值為6?8。發(fā)明人通過(guò)大量的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在pH較低(如pH = 6)時(shí)仍有較好的除錳效果，因此是在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)一次性將溶液的pH值調(diào)節(jié)到位，在反應(yīng)過(guò)程中溶液pH值會(huì)逐漸降低，在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液pH值維持在6?7左右，易于直接回用，避免pH的重復(fù)調(diào)節(jié)。[〇〇14]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述含錳廢水是指電解錳、電解二氧化錳、 電解四氧化三錳過(guò)程中產(chǎn)生的中低濃度含錳廢水;所述中低濃度含錳廢水的Mn2+濃度范圍為200mg/L?25g/L。[〇〇15] 上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述除錳溶液返回電解錳、電解二氧化錳或電解四氧化三錳的生產(chǎn)中重新利用;所述碳酸錳固體進(jìn)入硫酸浸出槽，作為中和劑使用，可替代部分氨水，一方面降低氨水的使用量，降低成本，另一方面將含錳廢水中的錳重復(fù)利用，提高生產(chǎn)過(guò)程中錳的利用率。
[0016]上述的含錳廢水的處理方法，優(yōu)選的，所述固液分離的方式為自然沉降分離、采用濃密機(jī)分離、壓濾分離或真空抽濾分離。
[0017]本發(fā)明利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含二氧化錳廢氣作為碳源，鼓入到含錳廢水中，通過(guò)氨水等堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)含錳溶液的pH值，從而將廢水中的錳沉淀出來(lái)，其原理如下:
[0018]MnS〇4+2 (OH—) +C〇2—MnC〇3+S〇42—+H20。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020](1)本發(fā)明的含錳廢水的處理方法是以廢治廢，采用電解錳生產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸浸出或電解錳生產(chǎn)過(guò)程中鍋爐燃燒產(chǎn)生的含二氧化碳廢氣，并加入少量的堿性物質(zhì)，就可以將含錳廢水中錳資源有效的回收起來(lái)，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)產(chǎn)生的除錳溶液可以返回電解錳、電解二氧化錳或電解四氧化三錳的生產(chǎn)中重新利用，整個(gè)過(guò)程無(wú)廢物產(chǎn)生，保護(hù)了環(huán)境。
[0021](2)本發(fā)明的含錳廢水的處理方法所采用的原料消耗少、成本低，所使用的中和劑為生產(chǎn)常用的中和劑氨水和價(jià)廉易得的生石灰，具體應(yīng)用不受成本的限制。[〇〇22](3)本發(fā)明的含錳廢水的處理方法過(guò)程中除錳效率高，由于使用的C02可以大大過(guò)量，促進(jìn)除錳反應(yīng)的進(jìn)行，可以將含錳廢水中的錳濃度降至50mg/L以下。[〇〇23]圖例說(shuō)明[〇〇24]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的含錳廢水的處理方法的工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]為了便于理解本發(fā)明，下文將較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0026]除非另有定義，下文中所使用的所有專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]除有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品或者可以通過(guò)公知的方法制得的產(chǎn)品。[〇〇28] 實(shí)施例1:[〇〇29] 一種本發(fā)明的含錳廢水的處理方法，工藝流程圖如圖1所示，包括以下步驟:[〇〇3〇](1)測(cè)定該待處理含錳廢水(電解錳過(guò)程中產(chǎn)生的洗板水)中Mn2+濃度為200mg/L;[〇〇31](2)取200L待處理含錳廢水放入反應(yīng)器中，然后加入360mL濃度為17%的氨水，調(diào)節(jié)至含錳廢水的pH值為6.5;[〇〇32](3)在攪拌的條件下向步驟(2)處理后的含錳廢水中通入電解錳生產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸浸出產(chǎn)生的含C02的廢氣(該廢氣中C0 2濃度為10%)，通入廢氣的流速為20L/min，通入氣體的時(shí)間為85min(二氧化碳的通入量為理論量的10倍)，待反應(yīng)結(jié)束后，將溶液使用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液;所得的碳酸錳固體進(jìn)入硫酸浸出槽作為中和劑使用，所得的除錳溶液(錳濃度降低到18mg/L)返回電解錳生產(chǎn)中重新利用。[〇〇33] 實(shí)施例2:[〇〇34] 一種本發(fā)明的含錳廢水的處理方法，包括以下步驟:[〇〇35](1)測(cè)定該待處理含錳廢水(電解錳過(guò)程中產(chǎn)生的洗板水)中Mn2+濃度為4200mg/L;[〇〇36](2)取200L待處理含錳廢水加入反應(yīng)器中，然后加入1709g生石灰，調(diào)節(jié)至含錳廢水的pH值為7.5;[〇〇37](3)在攪拌的條件下向步驟(2)處理后的含錳廢水中通入鍋爐燃燒產(chǎn)生的含C02的廢氣(該廢氣中⑶2濃度為8%)，通入廢氣的流速為100L/min，通入氣體的時(shí)間為214min (二氧化碳的通入量為理論量的5倍)，待反應(yīng)結(jié)束后，將溶液使用真空抽濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液;所得的碳酸錳固體進(jìn)入硫酸浸出槽作為中和劑使用，所得的除錳溶液(錳濃度降低到35mg/L)返回電解錳生產(chǎn)中重新利用。[〇〇38] 實(shí)施例3:[〇〇39] 一種本發(fā)明的含錳廢水的處理方法，包括以下步驟:[〇〇4〇](1)測(cè)定該待處理含錳廢水(電解錳過(guò)程中渣場(chǎng)滲透液)中Mn2+濃度為25000mg/L;[〇〇411(2)取200L待處理含錳廢水加入反應(yīng)器中，加入10L濃度為17%的氨水，再分批加入7462g生石灰，調(diào)節(jié)至含錳廢水的pH值為7.8;[〇〇42](3)在攪拌的條件下向步驟(2)處理后的含錳廢水中通入鍋爐燃燒產(chǎn)生的含C02的廢氣(二氧化碳的通入量為理論量的1.5倍)，待反應(yīng)結(jié)束后，將溶液使用濃密機(jī)進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液;所得的碳酸錳固體進(jìn)入硫酸浸出槽作為中和劑使用，所得的除錳溶液(錳濃度降低到48mg/L)返回電解錳生產(chǎn)中重新利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含錳廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)向含錳廢水中加入堿性物質(zhì)；(2)在攪拌的狀態(tài)下將含C02的氣體通入含錳廢水中進(jìn)行反應(yīng)；(3)反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，得到碳酸錳固體和除錳溶液。2.如權(quán)利要求1所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述含C02的氣體為電解錳生 產(chǎn)過(guò)程中采用硫酸浸出產(chǎn)生的含C02的廢氣、電解錳生產(chǎn)過(guò)程中鍋爐燃燒產(chǎn)生的含C02的廢氣。3.如權(quán)利要求1所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述含C02的氣體的通入量為 理論量的1.5?10倍。4.如權(quán)利要求1所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述堿性物質(zhì)選自氨水、生 石灰中的一種或幾種。5.如權(quán)利要求1所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中，向含錳廢水 中加入堿性物質(zhì)至含錳廢水的pH值為6?8。6.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述含錳廢水是 指電解錳、電解二氧化錳、電解四氧化三錳生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的中低濃度含錳廢水;所述中低 濃度含錳廢水的Mn2+濃度范圍為200mg/L?25g/L。7.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述除錳溶液返 回電解錳、電解二氧化錳或電解四氧化三錳的生產(chǎn)中重新利用;所述碳酸錳固體進(jìn)入硫酸 浸出槽，用作中和劑使用。8.如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的含錳廢水的處理方法，其特征在于，所述固液分離的 方式為自然沉降分離、采用濃密機(jī)分離、壓濾分離或真空抽濾分離。
【文檔編號(hào)】C02F103/16GK105967396SQ201610489434
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】趙榮波, 石邦海, 唐三川, 黃軍武, 梁幼平, 呂志偉, 冉景波, 李德勇, 葉萬(wàn)奇, 寧孝生
【申請(qǐng)人】貴州銅仁金瑞錳業(yè)有限責(zé)任公司, 長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司