CN101905932A - 一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺 - Google Patents

Abstract

一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺。它是将电解后的阴极板用H₂O₂+H₂SO₄溶液进行洗板；将产生的废水经废水收集池流入搅拌桶内，加入大量石灰，调节溶液pH，滤液送入滤液储存池，用于冲氨或稀释回收滤渣；滤渣送至生产化合车间，用于除去溶液中的余酸和二价铁离子。本发明解决了现有的洗洁精洗板造成的阴离子表面活性剂污染，提高了资源利用率，降低了生产成本，减少了污染物对环境的污染，达到了国家节能减排目标。

Description

一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺

技术领域

本发明涉及一种电解锰的废水处理再利用工艺，尤其是涉及一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺。

背景技术

目前随着金属锰在钢铁等行业的快速发展，电解锰的产量也逐年增加，但是随之而来的废水处理问题则成为企业发展的绊脚石。目前电解锰产品钝化方法主要有两种，即有铬钝化和无铬钝化。整个电解锰生产过程中产生的废水主要有产品钝化产生的废水，水洗阴极板产生废水以及电解槽清理产生的废水。有铬钝化产生的废水主要含有Cr₂O₇ ^2-、H⁺、Mn²⁺、NH⁴⁺、SO₄ ^2-等离子，一般采用铁屑还原或者硫酸亚铁还原，利用石灰调节PH，使废水达标排放。无铬钝化因为产生的废水中不含Cr，其污染和能耗较小，成为电解锰行业发展的方向。无铬钝化产生的废水主要含有Mn²⁺、H⁺、NH₄ ⁺、SO₄ ^2-食用抗氧化剂及阴离子表面活性剂等离子。现有的无铬钝化生产工艺中，为了消除无铬钝化产品时，采用洗洁精洗板。常规的处理方法可能导致废水中阴离子表面活性剂超标排放，造成水体污染。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种能减少洗板产生的阴离子表面活性剂、提高了废水的处理效率、降低生产成本的无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺。

本发明的目的是这样实现的：

①将电解后的阴极板用H₂O₂+H₂SO₄溶液进行洗板，所述的H₂O₂和H₂SO₄质量比为10-20％∶30-40％。

②将产生的废水经废水收集池流入搅拌桶内，加入大量石灰，调节溶液PH≥13，并不断搅拌溶液30-60min，压滤使固液分离。滤液经滤液曝气池搅拌30-60min后，直接送入滤液储存池，用于冲氨或稀释回收滤渣。滤渣送至生产化合车间，用于除去溶液中的余酸和二价铁离子。

本发明的有益效果在于，采用本发明工艺采用H₂O₂和H₂SO₄对阴极板进行洗板，解决了现有的洗洁精洗板造成的阴离子表面活性剂污染。同时，经处理后废液废固100％的回收利用，提高了资源利用率，降低了生产成本，减少了污染物对环境的污染，达到了国家节能减排目标。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

图1是原电解锰生产及废水处理工艺流程图；

图2是本发明一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺的流程图。

具体实施方式

将电解后的阴极板用H₂O₂+H₂SO₄溶液进行洗板，其中H₂O₂和H₂SO₄质量比为15％∶35％。将产生的废水经废水收集池流入搅拌桶内，加入大量石灰，调节溶液PH≥13，并不断搅拌溶液45min，此时有Mn²⁺→Mn(OH)↓、NH₄ ⁺→NH₃↑，Ca²⁺→CaSO₄↓，H₂O₂→H₂O+O₂↑，同时Mn(OH)₂→MnO(OH)，无铬钝化剂转为不溶酸的浅黄色沉淀物，然后压滤使固液分离。滤液流入滤液曝气池中，不断搅拌45min使NH₄ ⁺与OH^-反应充分生成NH₃逸出，且不用加酸调PH值，滤液用耐酸碱泵直接送入生产车间滤液储存池(池子体积为100m³)再利用。

经检测滤液中Mn≤0.3mg/l，NH₄ ⁺-H未检出，H₂O₂未检出(国家排放标准Mn≤2mg/l，NH₄ ⁺-H≤100mg/l)。经处理后的滤液可用于冲氨或稀释回收滤渣。经检测滤渣中Mn≥7％，25％≤H₂O≤35％，大量钙质20-35％。滤渣送至生产化合车间，用于去除溶液中的余酸和二价铁离子。其主反应式：

Mn(OH)₂+H₂SO₄＝MnSO₄+2H₂O

OH^-+H⁺＝H₂O

MnO(OH)+Fe²⁺+3H⁺＝Mn²⁺+Fe³⁺+2H₂O

Ca²⁺SO₄ ^2-＝CaSO₄↓

其中有利用价值的为Mn(OH)₂、OH^-、MnO(OH)不仅提高PH值，同时去除了溶液中的二价铁，而且滤渣中含锰100％的利用。整个过程使沉淀锰变成可溶性锰，可溶性Ca²⁺和SO₄ ^2-生成不溶酸性沉淀，不溶性物质及无铬钝化剂生成淡黄色沉淀一起经生产上一次压滤变成滤渣除掉至专用渣场堆集。一次压滤滤液再加入活性炭吸咐有机质，经二次压滤全部除掉。滤渣废弃堆集。

采用强氧剂H₂O₂和H₂O₄洗板的原理主要是仿照有铬钝化剂生产时配制洗板液用K₂Cr₂O₇和H₂SO₄原理而得。因Cr₂O₇ ^2-+14H⁺+6e^-＝Cr³⁺+7H₂O标准电位1.23，而H₂O₂+2H⁺+2e＝2H₂O标准电位1.77，也就是说H₂O₂比Cr₂O₇ ^2-有更强氧化性来氧化阴极板或洗板液中的有机物。经重复试验用H₂O₂+H₂SO₄洗板质量与Cr₂O₇ ^2-+H₂SO₄效果相当，极板析锰好且易剥离，比洗洁精洗板质量要好得多，且洗板时比洗洁精洗板少了一道工序，节省了人力。

针对废水经处理后废液废固回收利用的可行性，现主要归纳如下：

1、本发明中废液废固的回收利用对电解锰正常生产不会造成影响。

2、在电解锰生产洗板环节，本人发明了用H₂O₂+H₂SO₄来洗板，不仅工序简单，原料易得便宜，且比用K₂Cr₂O₇+H₂SO₄每天节约678-172＝506元/天，但比洗洁精贵172-30＝142元/天，然而洗洁精洗板质量较差，且阴离子表面活性性剂不易处理，人工劳动强度大等缺陷。故本人采用H₂O₂+H₂SO₄来洗板是及其合理、适用的。

3、在废水处理中仅仅只用到石灰，操作简单可行。

4、经处理后废液废固100％的回收利用，提高了资料利用率，减少了污染物对环境的污染，达到了国家节能减排目标。

5、经济效益明显

(1)生产环节的节约：

①锰回收每天0.49吨金属锰，每年按300计算(以下同)，全年节约锰147吨，折算成碳酸锰为714583.33元/年(按16％碳酸锰每吨700元计算)每天回收滤液相当于氨107.1kg/天，每年节约96390元/年(按液氨每吨3000元折算)；

②用H₂O₂+H₂SO₄洗板比用K₂Cr₂O₇+H₂SO₄每天节约678-172＝506元/天，全年节约151800元/年，用H₂O₂+H₂SO₄洗板比用洗洁精每天多用172-30＝142元/天，全年共多支出42600元/年，由上可知新方法比传统方法在生产上节约I 714583.33+96390+151800元＝962773.33元，(H₂O₂+H₂SO₄与K₂Cr₂O₇+H₂SO₄比较)II714583.33+96390-42600＝768373.33元(H₂O₂+H₂SO₄与洗洁精比较)

(2)废水处理比较

①新工艺废水处理与传统有铬处理工艺：新工艺废水处理仅用石灰处理即可，每天费用750元-850元，全年225000元-255000元，传统有铬处理工艺：每天硫酸126+28＝154元/天，全年46200元。铁屑22.86元/天，全年6858元。石灰用量全年225000元-255000元，由上可知，新工艺处理方法比传统铁屑处理法全年节约53058元(以上仅用铁屑作比较，因用硫酸亚铁铵成本更高在此不予以比较)

②由上推知，新工艺处理废水比传统无铬钝化产品处理废水每年节约硫酸费用126×300＝37800元

(3)经处理后废水完全回收利用，也节约国家征收的排污费用年大约10多万元。

(4)综上所述，电解锰产生废水经处理完全回收利用后，每年可节约费用906173.33～1115831.33元(生产节约+废水处理节约+排污费，其它人力、电等不计)，从而大大地提高了金属的利用率，节约资源，减少污染物排放，经济效益明显增加。

6、社会效应。随着“十一五”期间国家对节能减排目标明确，也越来越对高能耗高污染企业实行严格规范和控制，所以高能耗高污染企业的生存空间日益狭小，经济效益日渐衰退，针对当前严竣形势，对污染物节能减排就摆在各企业家首要位置。针对本人对电解锰产生废水经处理后废液废固完全回收利用推广，相信一定会有助于推动电解锰企业向前发展，达到国家节能减排目标，实现环境和经济可持续性发展，构建和谐的新企业。

Claims (3)

1.一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺，其特征在于：

(1)将电解后的阴极板用H₂O₂+H₂SO₄溶液进行洗板；

(2)将产生的废水经废水收集池流入搅拌桶内，加入大量石灰，调节溶液PH，并不断搅拌溶液，压滤使固液分离；

(3)滤液经滤液曝气池搅拌后，直接送入滤液储存池，用于冲氨或稀释回收滤渣；滤渣送至生产化合车间，用于除去溶液中的余酸和二价铁离子。

2.根据权利要求1所述的一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺，其特征在于：所述的H₂O₂和H₂SO₄质量比为10-20％∶30-40％。

3.根据权利要求1所述的一种无铬钝化电解锰的废水处理再利用工艺，其特征在于：所述的溶液PH≥13。 

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