申请日2011.01.06
公开(公告)日2012.11.14
IPC分类号C02F1/64; C02F1/58; C02F1/72; C02F1/74; C22B47/00; C22B3/04; C22B3/44; C22B23/00; C22B21/00; C02F1/78
摘要
本发明提供从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水中选择性除去锰的排水处理方法。通过向硫酸酸性排水中添加酸或碱，将排水的pH调整到4.0以上6.0以下，分离为脱铝后液体与铝沉淀物的工序;向铝沉淀物中添加糊状物化溶液，形成糊状物，然后添加碱，进行pH调整，以使该pH调整到9.0以上9.5以下，形成pH调整后铝沉淀物糊状物的工序;向脱铝后液体添加碱，进行pH调整，以使pH调整到8.0以上9.0以下，然后，添加氧化剂，进行氧化中和，形成氧化中和后糊状物的工序;以及，把铝沉淀物糊状物及氧化中和后糊状物进行固液分离的工序。经过上述工序，从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水中抑制锰的沉淀，得到脱锰排水的排水处理方法。
权利要求书
1.排水处理方法，其是从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水得到脱锰 排水的排水处理方法，其特征在于，经过下列(1)～(5)的工序，得到镁 的沉淀受到抑制而锰被沉淀分离的脱锰排水:
(1)通过向硫酸酸性排水中添加酸或碱，将排水的pH调整到4.0以 上6.0以下的范围内，使上述硫酸酸性排水分离为脱铝后液体与铝沉淀 物的工序;
(2)向在上述(1)的工序中得到的铝沉淀物中添加糊状物化溶液而 形成糊状物，然后添加碱，将pH值调整到9.0以上9.5以下的范围内， 形成pH调整后铝沉淀物糊状物的工序;
(3)向在上述(1)的工序中得到的脱铝后液体中添加碱，进行pH调 整，以使pH调至8.0以上9.0以下的范围，然后，添加氧化剂，进行 氧化中和，形成氧化中和后糊状物的工序;
(4)把在上述(3)的工序中得到的氧化中和后糊状物进行固液分离， 分离为锰沉淀物与脱锰排水的工序;
(5)把在上述(2)的工序中得到的pH调整后铝沉淀物糊状物进行固 液分离，分离为氢氧化铝沉淀物与滤液的工序。
2.按照权利要求1所述的排水处理方法，其特征在于，用于上述(1) 至(3)的工序的pH调整的碱为上述氢氧化铝沉淀物、上述滤液、上述脱 锰排水、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、消石灰、氢氧化钠、氢氧化钾的 任何1种以上。
3.按照权利要求1或2所述的排水处理方法，其特征在于，在上 述(2)的工序中向铝沉淀物中添加的糊状物化溶液为水、碱水溶液、上 述氧化中和后糊状物、上述脱锰排水、上述pH调整后铝沉淀物糊状物、 上述滤液的任何1种以上。
4.按照权利要求1至3任何一项所述的排水处理方法，其特征在 于，在上述(3)的工序中向进行了pH调整的脱铝后液体中添加的氧化剂 为空气、臭氧气体、过氧化氢溶液、二氧化硫气体、氧的任何1种以上。
5.按照权利要求1至4任何一项所述的排水处理方法，其特征在 于，向储藏在高压容器内的在上述(3)的工序中进行了pH调整的脱铝后 液体中添加氧化剂。
6.按照权利要求1至5任何一项所述的排水处理方法，其特征在于， 上述硫酸酸性排水是通过将氧化镍矿石中含有的镍及钴用高压酸浸出 法通过硫酸浸出，中和得到的硫酸酸性溶液，分离杂质，硫化得到的中 和后液体，将镍及钴作为硫化沉淀物进行分离后得到的液体。
7.按照权利要求1至6任何一项所述的排水处理方法，其特征在于， 将从通过上述(5)的工序的pH调整得到的氢氧化铝沉淀物分离出的滤液 作为碱反复添加到上述(1)、(2)、(3)中的任何1个以上工序中。
说明书
含铝、镁及锰的排水的排水处理方法
技术领域
本发明涉及从同时含铝、镁、锰的硫酸酸性排水中把锰与镁加以分 离而除去的方法。
背景技术
工厂产生的排水中有时含有来自工序及原料的重金属，不能直接排 至河川及海域等的体系外。因此，把上述这样的排水，例如，专利文献 1中所示的方法，是采用送至排水处理工序，添加中和剂，调整pH，含 有的金属离子作为氢氧化物等形态的沉淀物从排水分离，该重金属分离 后的排水排至体系外的方法。
然而，当重金属作为沉淀物从排水中进行分离时，重金属在沉淀物 中不易被稳定固定，这种处理有时需要很多操作及成本。例如，当为含 锰的酸性排水时，为了锰作为氢氧化物的沉淀被稳定固定，所以排水的 pH必需调至8～10范围。因此，必需大量添加氢氧化钙等碱性糊状物， 把排水从强酸性中和至碱性。
另外，例如，矿石用酸浸出，回收贵金属后产生排水时，除锰外多 数还含镁。由于该镁对环境不产生影响，故不必像锰那样从排水中除去， 但为了在锰沉淀处理时，同时形成沉淀物，镁生成沉淀物而消耗所需量 的中和剂，故需大于生成锰的氢氧化物所必要的化学当量的中和剂。因 此，中和剂使用量的增加，招致成本上升，同时产生沉淀的量也增加， 其处理操作也增加等，是不理想的。另外，当沉淀的量增加时，沉淀中 的锰品位相对降低，锰作为资源加以再利用时，以成本不利等的蔽端产 生。
因此，例如，专利文献2公开了从含镁与锰的酸性溶液中优先除去 锰的方法。
该专利文献2公开的方法，酸浸出氧化镍矿石而得到的含锰1～ 3g/L及镁2～15g/L的酸性溶液中，添加中和剂调整溶液pH至8.2～8.8 的范围，同时，添加空气、氧、臭氧或过氧化物，把通过银-氯化银电 极测定的氧化还原电位(ORP)保特在50～300mV的范围，锰被优先沉淀 加以除去的方法。
通过采用该方法，由于锰比镁先除去，所以可以抑制中和剂用于生 成镁沉淀的消耗，节约中和剂的使用量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-125316号公报
专利文献2:日本专利第3225836号公报(第1页)
发明内容
发明要解决的课题
然而，专利文献2公开的把硫酸浸出氧化镍矿而得到的硫酸酸性溶 液进行硫化，镍作为硫化物分离后得到的液体中，除镁与锰外，多数还 含铝，这种含铝的酸性水溶液进行排水处理时，也可以采用专利文献2 公开的方法，相当量的镁也与锰一起沉淀，故必需过量使用中和剂。
该中和剂的过量使用，其具体例子如下所示。首先，把锰浓度3.4g/L、 镁浓度8.4g/L、铝浓度0.5～2.0g/L的硫酸酸性水溶液放入容量0.2 升的烧杯中，用水浴将液温保持在50℃。然后，往该水溶液中添加浓度 20质量%的氢氧化钙糊状物，调整pH至8.0，在该pH达到稳定之时， 溶液的氧化还原电位(ORP)，边以银-氯化银电极作为参照电极进行测 定，边从泵把纯氧气以每分钟1升的流量向烧杯内的液体内吹入，保持 30分钟。此时的氧化还原电位为200mV左右。其次，把烧杯内的溶液进 行固液分离，分析回收的沉淀物，算出铝与镁的除去量。
如图1所示可知，沉淀物中的镁与铝的摩尔比(Mg/Al)保持达到大 概2左右的比例，由于镁也进行沉淀，故中和剂必需富裕。
这样，在上述进行氧化与中和的专利文献2中记载的处理方法中， 由于是含铝的排水，镁与锰发生共沉淀不能被抑制，是不经济的。因此， 要求一种从含铝、镁及锰的硫酸酸性溶液，抑制镁的沉淀，使锰沉淀加 以分离的方法。
还有，本发明提供从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水中有效地选择去 除锰的排水处理方法。
用于解决课题的手段
用于解决如此课题的本发明的第1发明，涉及排水处理方法，其特 征在于，从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水中经过下列(1)～(5)的工序， 得到镁的沉淀受到抑制而锰被沉淀分离的脱锰排水。
(1)通过向硫酸酸性排水中添加酸或碱，将排水的pH调整到4.0以 上6.0以下的范围内，使上述硫酸酸性排水分离为脱铝后液体与铝沉淀 物的工序。
(2)向上述(1)的工序中得到的铝沉淀物中添加糊状物化溶液而形 成糊状物，然后添加碱，将pH值调整到9.0以上9.5以下的范围内， 形成pH调整后铝沉淀物糊状物的工序。
(3)往上述(1)工序得到的脱铝后液体中添加碱，进行pH调整，把 pH调至8.0以上9.0以下的范围，然后，添加氧化剂，进行氧化中和， 形成氧化中和后糊状物的工序。
(4)把上述(3)工序中得到的氧化中和后糊状物进行固液分离，分离 为锰沉淀物与脱锰排水的工序。
(5)把上述(2)工序中得到的pH调整后铝沉淀物糊状物进行固液分 离，分离为氢氧化铝沉淀物与滤液的工序。
本发明的第2发明涉及的排水处理方法，其中，在第1发明中从上 述(1)至(3)工序的pH调整中使用的碱为包含上述氢氧化铝沉淀物、上 述滤液、上述脱锰排水、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、消石灰、氢氧化 钠、氢氧化钾的任何一种以上的碱。
本发明的第3发明涉及的排水处理方法，其中，在第1至第2发明 的上述(2)工序中，向铝沉淀物添加的糊状物化溶液为水、碱水溶液、 上述氧化中和后糊状物、上述脱锰排水、上述pH调整后铝沉淀物糊状 物、上述滤液的任何1种以上。
本发明的第4发明涉及的排水处理方法，其中，在第1至第3发明 的上述(3)工序中向进行了pH调整的脱铝后液体中添加的氧化剂为空气、 臭氧气、过氧化氢溶液、二氧化硫气体、氧的任何1种以上。
本发明的第5发明涉及的排水处理方法，其特征在于，在第1至第4 发明的向储藏在高压容器内的在上述(3)工序中进行了pH调整的脱铝后 液体中添加的氧化剂。
本发明的第6发明涉及的排水处理方法，其特征在于，在第1至第 5发明中的上述硫酸酸性排水是通过将氧化镍矿石中含有的镍及钴用高 压酸浸出法通过硫酸浸出，中和得到的硫酸酸性溶液，分离杂质，硫化 得到的中和后液体，将镍及钴作为硫化沉淀物进行分离后得到的液体。
本发明的第7发明涉及的排水处理方法，其特征在于，在第1至第 6发明的从通过上述(5)工序的pH调整得到的氢氧化铝沉淀物分离出的 滤液，作为碱反复添加到上述(1)、(2)、(3)中的任何1个以上工序中。
发明效果
按照本发明，可以发挥以下所示的工业上显著的效果。
(a)从含铝、镁及锰的硫酸酸性排水，抑制镁的共沉淀，分离锰。
(b)由于减少了必需添加的中和剂量，成本降低。
(c)由于发生的沉淀物量减少，可减小设备容量，压缩投资。同时， 从节约废弃物堆放场所的容积等环境方面考虑也是优选的。
(d)由于镁的沉淀被抑制，沉淀物中的锰品位上升，锰被资源化加 以再利用，成本降低。