申请日2011.10.27
公开(公告)日2012.04.25
IPC分类号C02F9/04; C02F1/42; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种四氧化三锰工业废水回收利用的处理方法。该方法由预处理除锰、板框压滤、机械过滤、离子交换树脂净化等工艺过程组成。首先向废水中加入中和剂，使水pH在8～11之间，然后添加适量氧化剂，使溶液中的Mn2+沉淀后过滤除去。然后，通过机械过滤进一步过滤除去细小微粒。最后，将处理后液体以一定的速度通过离子交换柱，除去水中的钙、镁等杂质离子。本发明预处理除锰彻底，所得氧化锰品位高，离子交换树脂能对钙、镁等离子去除彻底，出水水质稳定满足生产水质要求。而且设备操作简单、工艺条件易控制，成本低，适宜于工业化生产要求。
权利要求书
1.一种四氧化三锰工业废水回收利用的处理方法，其特征是： 包括如下步骤：
(a)、往废水加入中和剂，调节pH在8～11之间，使Mn2+生成氢 氧化锰沉淀;
(b)、往废水中加入氧化剂，充分搅拌，使Mn2+浓度低于0.5mg/L;
(c)、将步骤(b)预处理后的废水压滤后通过机械过滤进一步除去 细小微粒;
(d)、将步骤(c)得到的液体通过装有阳离子交换树脂的离子交换 柱，除去废水中的钙镁离子。
2.根据权利要求1所述的四氧化三锰工业废水回收利用的处理 方法，其特征是：上述步骤(a)中所述的中和剂是氨。
3.根据权利要求1所述的四氧化三锰工业废水回收利用的处理 方法，其特征是：上述步骤(b)中所述的氧化剂是双氧水、空气、氧 气或者它们中的组合。
4.根据权利要求1所述的四氧化三锰工业废水回收利用的处理 方法，其特征是：上述步骤(d)中所述的阳离子交换树脂的型号是 D113、D001或732，所述的离子交换树脂以NH4+型或者H+型的状态投 入使用。
5.根据权利要求1所述的四氧化三锰工业废水回收利用的处理 方法，其特征是：上述步骤(b)中搅拌强度为：10～600r/min。
6.根据权利要求1所述的四氧化三锰工业废水回收利用的处理 方法，其特征是：上述步骤(d)液体以流速为100ml/h～10m3/h通过 装有阳离子交换树脂的离子交换柱。
说明书
一种四氧化三锰工业废水回收利用的处理方法
技术领域
本发明涉及一种金属锰粉悬浮液氧化法生产四氧化三锰的工业 废水净化处理后返回生产系统使用的方法，特别是涉及锰冶金过程中 含锰、镁和钙离子及氨氮的工业废水处理的回收利用方法。
背景技术
目前，电子级四氧化三锰90%的产量是采用电解金属锰悬浮氧化 法，每吨四氧化三锰耗水量为5～20吨，废水中主要的有害物质是NH4+及Mn2+，Mn2+浓度为400～600mg/L，NH4+离子浓度为500mg/L左右。均 远大于国家排放标准。
目前含锰但不含氨的工业废水处理方法主要以沉淀法为主。姚俊 等采用混凝沉淀法处理电解锰生产废水，小试结果表明，在最佳 pH=9.5时对锰的去除率为99.76%。樊玉川利用石灰-PAC混凝沉淀法 处理含锰废水，小试结果表明，在控制pH=8.5～10的条件下，锰由 397mg/L降到0.2mg/L。何强等采用石灰中和、板框压滤机、NaOH反 应沉淀/混凝沉淀工艺处理电解锰厂含锰废水，工程调试结果表明可 将废水中浓度为550～700mg/L的Mn2+降低到0.8～1.5mg/L，出水水 质可以达到排放标准，且成本较低。但是，经过上述处理后所得到的 锰渣因含有大量石灰等杂质而增加了回收利用的成本和技术难度。
目前，对于含4000～9000mg/L氨氮废水处理还没有很好的方法。 主要有吹脱法、离子交换法、磷酸铵镁法以及生物法等，四氧化三锰 工业废水中的氨含量为500mg/L左右，不适宜直接采用离子交换法、 磷酸铵镁法及生物法。这些方法能处理高浓度氨氮废水，但是吹脱后 废水一般含氨在50mg/L以上，未达排放标准，且成本高;若采用先 吹脱后使用离子交换法或者生物法深度净化的两段处理方法，流程过 长，且成本太高，工厂无法接受。
目前，还没有文献报道系统的且能有效净化四氧化三锰工业生产 的废水处理方法。一般来说四氧化三锰生产厂家是先向废水中加入氢 氧化钙，以除去其中的锰离子，然后采用吹脱法脱氨再排放。这种水 废处理方法对锰离子的去除效果不稳定，吹脱法也很难深度脱氨达标 排放，处理后废水排放容易造成环境污染，浪费了水资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短，对钙、镁、 锰等杂质离子的去除彻底，处理后的水质达到了金属锰粉悬浮液氧化 法生产电子级四氧化三锰工业用水的要求的四氧化三锰工业废水回 收利用的处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的四氧化三锰工业废水回收 利用的处理方法，包括如下步骤：
(a)、往废水加入中和剂，调节pH在8～11之间，使Mn2+生成氢 氧化锰沉淀;
(b)、往废水中加入氧化剂，充分搅拌，使Mn2+浓度低于0.5mg/L;
(c)、将步骤(b)预处理后的废水压滤后通过机械过滤进一步除去 细小微粒;
(d)、将步骤(c)得到的液体通过装有阳离子交换树脂的离子交换 柱，除去废水中的钙镁离子。
上述步骤(a)中所述的中和剂是氨。
上述步骤(b)中所述的氧化剂是双氧水、空气、氧气或者它们中 的组合。
上述步骤(d)中所述的阳离子交换树脂的型号是D113、D001或 732，所述的离子交换树脂以NH4+型或者H+型的状态投入使用。
上述步骤(b)中搅拌强度为：10～600r/min。
上述步骤(d)液体以流速为100ml/h～10m3/h通过装有弱酸型阳 离子交换树脂的离子交换柱。
采用上述技术方案的四氧化三锰工业废水回收利用的处理方法， 为金属锰粉悬浮液氧化法生产电子级四氧化三锰工业废水净化后回 用提供了方法，该方法工艺流程短，对钙、镁、锰等杂质离子的去除 彻底，处理后的水质达到了金属锰粉悬浮液氧化法生产电子级四氧化 三锰工业用水的要求。所得氧化锰几乎不含杂质，可作为生产锰盐的 原料。处理后的废水完全返回生产系统使用。既回收了废水中有价锰 资源，又同时避免了废水排放带来的环境污染，也节约了水资源。步 骤(b)中往废水中加入氧化剂，使易被氧化的氢氧化锰氧化生产高价 态锰的氧化物。低价态的氢氧化锰为胶状沉淀，不利于后续的固液分 离操作。为了改善沉淀物的过滤性能，考虑加入合适的氧化剂，让生 成的低价氢氧化锰迅速氧化成高价态的锰的氧化物，从而能有效解决 沉淀物的固液分离难的问题。往步骤(d)处理后得到的净化水中补加 适量的氯化铵就可以作为四氧化三锰的工业生产用水。
本发明的有益效果是，所述发明对废水中钙镁锰等杂质离子去除 效果好，而且出水水质稳定，满足返回生产使用的要求。工业上操作 简单、工艺条件易控制。适宜于工业化生产要求。给电子级四氧化三 锰工业生产的废水处理提供一种新的方法。