金屬錳氧化法生產(chǎn)Mn3O4過程廢水循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)化研究.pdf

1、目前我國80％以上的四氧化三錳采用電解金屬錳懸浮氧化法生產(chǎn)，采用該法生產(chǎn)每噸Mn3O4用水量為5-20t水，廢水中含錳離子約為500mg·L-1，含銨根離子達400mg·L-1左右，均遠大于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)上一般采用的氧化鈣沉淀除錳-吹脫除氨的處理工藝難以保證廢水的達標(biāo)排放。為解決該問題，本論文提出了沉淀法除錳與離子交換法除鈣鎂離子相結(jié)合的新工藝將廢水處理后循環(huán)利用。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先通過熱力學(xué)分析論證了沉淀法除錳

2、與離子交換法除鈣鎂聯(lián)合的廢水處理工藝的可行性:針對四氧化三錳生產(chǎn)廢水進行了沉淀除錳的熱力學(xué)分析，得出在Mn2+-Mg2+-NH4+-OH--H2O體系中pH值為10時可以深度去除水中的Mn2+;進行了氨型D113樹脂吸對鈣、鎂的等溫吸附研究，結(jié)果表明D113樹脂對鈣鎂離子的吸附更符合Fredundlich模型，吸附反應(yīng)可以自發(fā)進行，該吸附過程是熵值增加的吸熱過程，溫度升高利于樹脂對鈣鎂的吸附。
　　通過實驗研究確定了沉淀除錳反應(yīng)最

3、佳實驗條件為:反應(yīng)時間30min、濃氨水加入量為廢水體積的0.4％、雙氧水的加入量為廢水體積的0.1％。在該條件下進行擴大實驗，廢水中的Mn2+濃度由450mg·L-1降低到0.035mg·L-1，Mn2+的去除率達到99.993％。進行了動態(tài)吸附和解吸析實驗，表明D113樹脂對鈣鎂離子的吸附率幾乎為100％，鹽酸作為解析劑解析率為99.06％。液體流速越慢，樹脂對陽離子吸附效果越好，工作容量越大。采用上述新工藝處理后廢水為水源，模擬工

4、業(yè)四氧化三錳生產(chǎn)條件進行廢水返回生產(chǎn)三次循環(huán)使用的小實驗，產(chǎn)出產(chǎn)品全部達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
　　進行了工業(yè)化實驗:在加入廢水體積0.4％的工業(yè)氨水、加入廢水體積0.1％的工業(yè)雙氧水、攪拌60r·min-1、反應(yīng)時間1h的實驗條件下，Mn2+含量由491.5mg·L-1下降到0.026mg·L-1，錳去除率達到了99.995％;在高4m，直徑1.5m，裝入樹脂2t的離子交換器中，液體速度約為5.7m·h-1，能將廢水中的鈣鎂離子去除徹底。