申请日2010.01.26
公开(公告)日2010.09.22
IPC分类号C02F9/04; C02F1/42; C02F1/66; C01G37/00
摘要
本发明提供了一种电解锰生产末端废水中六价铬的回收方法。它是将电解锰生产末端废水过滤后调节pH为3～4之间，在10～50℃和流量为3～6BV/h的条件下通过装填有阴离子交换树脂的交换柱，使阴离子交换树脂吸附废水中的Cr6+;当阴离子交换树脂在吸附Cr6+达到饱和后，用NaOH作为再生剂，在流量为3～4BV/h的条件下通过交换柱，对阴离子交换树脂进行再生。利用本发明方法可以使电解锰生产末端废水经上述处理后，出水无色透明，铬离子浓度接近于零，远低于国家规定的排放限值。同时可将废水中的铬离子分离回收，回收率≥99%，从而实现了废水的有效治理与资源的回收利用，具有显著的环境、经济和社会效益。
翻译权利要求书
1.一种电解锰生产末端废水中六价铬的回收方法，其特征是，步骤如下：
a.将电解锰生产末端废水过滤后调节pH为3～4之间，在10～50℃和流量为3～6BV/h的条件下通过装填有阴离子交换树脂的交换柱，使阴离子交换树脂吸附废水中的Cr6+;
b.上述阴离子交换树脂在吸附Cr6+达到饱和后，用NaOH作为再生剂，在流量为3～4BV/h的条件下通过交换柱，对吸附了Cr6+的阴离子交换树脂进行再生。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征是，步骤a中所述的阴离子交换树脂为SO42-型树脂。
3.根据权利要求2所述的回收方法，其特征是，所述的SO42-型树脂是将分子态阴离子交换树脂用0.5～1.5mol/L的H2SO4浸泡48小时并不断搅拌转化成的SO42-型树脂。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征是，步骤b中所述的再生剂NaOH的浓度为1～2mol/L。
5.据权利要求1所述的回收方法，其特征是，步骤b中当通过了交换柱的再生液中Cr6+浓度达到27～36g/L时，将再生液回用到电解锰的生产工艺中。
6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征是，步骤b中当通过了交换柱的再生液中Cr6+浓度低于27g/L时，将再生液套用于下批阴离子交换树脂的再生步骤。
7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征是，采用两个交换柱串联吸附，一个交换柱再生的三柱循环交换工艺。
8.根据权利要求7所述的回收方法，其特征是，所述的三柱循环交换工艺利用在线六价铬检测仪和工业计算机控制所有阀门、压力和流量。
说明书
电解锰生产末端废水中六价铬的回收方法
技术领域
本发明涉及电解锰生产末端废水中铬离子的资源化回收技术，具体来说是使用离子交换树脂对废水中的铬离子进行选择性回收利用。
背景技术
电解锰是一种重要的工业原料，广泛应用于冶金、化工、轻工、电子材料等部门，尤其是在钢铁工业中，电解锰的用量仅次于铁。目前我国的电解锰生产主要是用碳酸锰矿石加硫酸制取硫酸锰，然后进行电解获得。每生产1吨电解锰，排放废水约4～5吨，这些生产废水的来源主要是钝化工艺清洗极板产生的废水，以及隔膜袋清洗废水、滤布清洗废水和车间清洁用水等，其中钝化工艺产生的废水中含有大量六价铬，其浓度为100mg/L左右，最高超过300mg/L。
目前我国电解锰厂大多采用“还原-中和沉淀法”去除废水中的铬污染物。即用硫酸与铁屑将废水中的六价铬还原为三价铬，再向废水中投加石灰，使废水中三价铬离子转化为氢氧化铬沉淀除去，主要反应为：
Cr2O72-+3Fe+14H+→2Cr3++3Fe2++7H2O
2Cr3++3Ca(OH)2→2Cr(OH)3↓+3Ca2+
同时处理过程中还产生大量的Fe(OH)3、CaSO4沉淀，所有的沉淀物以及废渣均采用堆放处理，造成严重的污染隐患。
本发明针对电解锰废水的特点，采用一套废水中铬离子回收的新技术，在处理废水的同时回收资源。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电解锰生产末端废水铬离子回收方法，利用本发明方法能从电解锰废水中分离回收绝大部分铬离子，同时可以克服现有处理技术产生的废渣堆积及资源浪费问题，实现废水治理与资源回收利用的有机结合。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
电解锰生产末端废水铬离子回收方法主要步骤：
a.将电解锰生产末端废水过滤后调节pH为3～4之间，在10～50℃和流量为3～6BV/h的条件下通过装填有阴离子交换树脂的交换柱，使阴离子交换树脂吸附废水中的Cr6+;
b.上述阴离子交换树脂在吸附Cr6+达到饱和后，用NaOH作为再生剂，在流量为3～4BV/h的条件下通过交换柱，对吸附了Cr6+的阴离子交换树脂进行再生。
上述步骤a中经过吸附的出水可直接达标排放。
上述步骤a中所述阴离子交换树脂为SO42-型树脂。
上述SO42-型树脂是将出厂的分子态阴离子交换树脂用0.5～1.5mol/L的H2SO4浸泡48小时并不断搅拌，转化成的SO42-型树脂。
上述步骤b中所述的再生剂NaOH的浓度优选为1～2mol/L。
上述步骤b中当通过了交换柱的再生液中Cr6+浓度达到27～36g/L时，折合成K2Cr2O7约为76～102g/L，满足其作为钝化液的要求，可将再生液回用到电解锰的生产工艺中。
上述步骤b中当通过了交换柱的再生液中Cr6+浓度低于27g/L时，可将再生液套用于下批阴离子交换树脂的再生步骤。
本发明中阴离子交换吸附优选采用三柱循环交换工艺：二柱串联交换，单柱再生。即设置I、II、III三个交换柱，先将I、II柱串联吸附，I柱作为首柱，II柱作为尾柱;当I柱吸附饱和后，切换成II、III柱串联吸附，II柱作为首柱，III柱作为尾柱，同时I柱进行再生，如此循环操作，可以保证整个装置始终连续运行。
上述三柱循环交换工艺优选采用在线六价铬检测仪和工业计算机控制所有阀门、压力和流量，以实现整个过程的自动化运行。
本发明的有益效果为：
本发明可以使电解锰生产末端废水经上述处理后，出水无色透明，铬离子浓度接近于零;再生前极短的时间内出水中会出现微量可检测到的铬离子，但其最高浓度不超过国家规定的排放标准(GB8978-1996)，即Cr6+≤0.5mg/L。同时可将废水中的铬离子分离回收，其回收率≥99%，从而实现了废水的有效治理与资源的回收利用。整个工艺流程可采用工业计算机控制，实现自动化运行，提高了系统运行的稳定性，减少了操作人员，降低了劳动强度。