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準。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，結果表明D113樹脂對鈣鎂離子的吸附更符合Fredundlich模型，吸附反應可以自發(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最

3、佳實驗條件為:反應時間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)量標準。
　　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。