CN103351048A

CN103351048A - 一种去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂

Info

Publication number: CN103351048A
Application number: CN2012104913185A
Authority: CN
Inventors: 宋宝华; 张翔宇; 李萌; 杨鹤峰; 郭炜; 潘利祥
Original assignee: Cecep Liuhe Talroad Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Cecep Liuhe Talroad Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN103351048B

Abstract

一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其具体组份特征是，该有机复合试剂属于络合物，组份R含量(R为Na⁺离子、K⁺离子、NH₄ ⁺离子中一种或多种)28～34％，组份H含量1～3％，组份N含量3～6％，组份O含量41～47％，组份C含量9～12％，组份P含量11～14％。该复合试剂的使用方法是，在配制溶液中该复合试剂所占质量分数为20～50％。通过络合、凝聚、架桥等作用，有选择性地将钙离子捕集沉淀，经过滤后去除。优点：制备简单，原料来源广泛；适用于各种离子浓度的含锰废水处理，能够在保证锰离子损失率小于2％的前提下，有效去除原含锰废水中钙离子，达到分离钙离子的目的。适用于去除废水中钙离子，尤其适用于各种离子浓度含锰废水的处理。

Description

一种去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂。

背景技术

在锰矿区，矿渣堆场会有大量废水产生，其废水排放量较大、水质较复杂，含有大量金属离子，如直接排放，将严重污染环境，同时又造成锰资源的损失。将此废水回收处理后用于电解锰生产，可实现锰资源的有效利用。但此类废水含有大量钙离子，在处理过程中会影响后续资源化处理工艺，常用工艺有膜浓缩工艺和树脂交换工艺，而钙离子的大量存在会造成膜的堵塞、结垢，降低效率和寿命，造成交换树脂颗粒表面钙化，影响锰的交换吸附效果，损伤树脂，同时还会对后续的电解锰生产工艺造成影响。

草酸(盐)作为一种络合剂，常用于沉淀钙、镁、钍和稀土元素等，已有广泛应用。植酸(盐)作为一种螯合剂，在水的软化中也有大量应用。如果直接将这两类试剂用于含锰废水的除钙，由于其对金属离子的选择性不强，一方面会造成锰离子的大量损失，另一方面由于其它金属离子如镁离子的影响，需要投加大量试剂，给生产运行维护增加负荷，同时增加运行费用。

公布号为CN101215008的发明专利中提到了一种在氧化硫酸锰溶液制备锰的氧化物过程中分离钙镁的方法，该工艺通过将锰离子氧化为锰的氧化物的形式进行分离，而将钙镁离子保留在溶液中，并不适用于电解锰生产系统。公布号为CN 101148698的发明专利中提出了一种从铜钴矿浸出液萃取除钙镁的方法，该工艺复杂，并且不能彻底去除钙、镁离子。公布号为CN 102276070 A的发明专利中提到了一种用于分离含锰废水中钙、镁离子的复合试剂，该试剂除钙、镁离子机理主要是通过氟化物沉淀法，在该试剂应用过程中会带入氟离子，给电解工艺造成影响，需要增加专门的除氟系统，同时该试剂对钙、镁离子选择性不强，在使用过程中耗量较大，增加了运行成本。

发明内容

本发明提出一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，通过酸碱调节、化学改性，将草酸(盐)、植酸(盐)进行处理，增强试剂对钙离子的选择性，通过化学沉淀，可实现对含锰废水中钙离子的选择性去除，在钙离子去除率大于90％时，能够保证锰离子损失率小于2％。

本发明一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其具体组份特征是：

组份R含量(R为Na⁺离子、K⁺离子、NH₄ ⁺离子中一种或多种)28～34％，

组份H元素含量1～3％，

组份N元素含量3～6％，

组份O元素含量41～47％，

组份C元素含量9～12％，

组份P元素含量11～14％。

本发明一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂的使用方法是，采用化学沉淀法，在含锰废水中加入配制的复合试剂。进行搅拌后，主要通过络合、凝聚、架桥等作用选择性地将钙离子捕集后转化为沉淀物，改性处理得到的复合试剂对钙离子选择性极强，每个复合试剂分子至少能够捕捉到6个钙离子，形成稳定化合物沉淀，经过后续沉淀池处理，并通过过滤即可得到除钙后含锰废水，即可用于后续资源化处理系统中。

主要反应为：

6Ca²⁺+C₆H₆O₂₄P₆ ¹²-＝Ca₆C₆H₆O₂₄P₆↓

Ca²⁺+C₂O₄ ^2-＝CaC₂O₄↓

副反应：

6Mn²⁺+C₆H₆O₂₄P₆ ¹²-＝Mn₆C₆H₆O₂₄P₆↓

Mn²⁺+C₂O₄ ^2-＝MnC₂O₄↓

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂的使用方法是采用化学沉淀法，其特征在于在含锰废水中加入该干粉或配制成溶液的复合试剂，反应完全后进行固液分离。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于组份R离子来源于R-OH。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于组份H元素、N元素、O元素、C元素、P元素来源于草酸(H₂C₂O₄)、植酸(C₆H₁₈O₂₄P₆)母体。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，试剂添加质量为含锰废水中钙离子含量的4～6倍。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，待处理含锰废水pH值控制条件为pH值为4～9。

如上所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，复合试剂为配制溶液投加时，该复合试剂所占溶液的质量分数为20～50％。

本发明复合试剂具备以下优点：制备简单，原料来源广泛；适用于各种离子浓度的含锰废水处理，且适用pH值范围广，具有高钙离子去除率，通过调节添加量，去除率可达到100％；能够在保证锰离子损失率小于2％的前提下，有效去除原含锰废水中钙离子，达到分离钙离子的目的。

本发明适用于去除废水中钙离子，尤其适用于各种离子浓度含锰废水的处理。

具体实施方式

本发明一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其具体使用方法如下：

配制复合试剂，采用干粉加料时，干粉复合试剂由料仓中通过干粉给料机加入到反应池内，或采用溶液加料时，配制成20～50％的复合试剂溶液，通过供给泵加入到反应池内。之后通过搅拌器搅拌，使复合试剂在池内与原水充分接触反应一段时间后，溢流进入沉淀池中，经充分反应后的含锰废水在沉淀池中静置一段时间后，形成Ca沉淀物。经过滤后，过滤液进入后续处理，沉淀物进行回收利用处理。

其具体实施例有：

实施例1：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为Na⁺)33％，组份H含量2％，组份N含量3％，组份O含量41％，组份C含量9％，组份P含量12％。

采用干粉加料，复合试剂用量系数1.1，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率90％，Mn²⁺去除率1.2％。

实施例2：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为K⁺)30％，组份H含量2％，组份N含量3％，组份O含量43％，组份C含量9％，组份P含量13％。

采用干粉加料，复合试剂用量系数1.15，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率92％，Mn²⁺去除率1.3％。

实施例3：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为NH₄ ⁺)28％，组份H含量2％，组份N含量2％，组份O含量46％，组份C含量10％，组份P含量12％。

采用干粉加料，复合试剂用量系数1.05，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率90％，Mn²⁺去除率1.2％。

实施例4：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为Na⁺)33％，组份H含量2％，组份N含量3％，组份O含量41％，组份C含量9％，组份P含量12％。

采用溶液加料，溶液质量分数为20％，复合试剂用量系数1.1，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率92％，Mn²⁺去除率1.1％。

实施例5：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为K⁺)30％，组份H含量2％，组份N含量3％，组份O含量43％，组份C含量9％，组份P含量13％。

采用溶液加料，溶液质量分数为30％，复合试剂用量系数1.15，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率94％，Mn²⁺去除率1.3％。

实施例6：选用由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成的复合试剂，组份选择为：组份R含量(R为NH₄ ⁺)28％，组份H含量2％，组份N含量2％，组份O含量46％，组份C含量10％，组份P含量12％。

采用溶液加料，溶液质量分数为50％，复合试剂用量系数1.05，含锰废水24m³/h，pH值为6.3，水样初始浓度：Mn²⁺浓度1500mg/m³，Ca²⁺浓度230mg/m³。搅拌池停留时间1h，沉淀池停留时间24h。在上述条件下，Ca²⁺去除率90％，Mn²⁺去除率1.2％。

Claims

1.一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于包括如下组份：

组份R含量(R为Na⁺离子、K⁺离子、NH₄ ⁺离子中一种或多种)28～34％，组份H元素含量1～3％，组份N元素含量3～6％，组份O元素含量41～47％，组份C元素含量9～12％，组份P元素含量11～14％。

2.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于由来自于植物中的草酸(盐)、植酸(盐)作为母体，通过酸碱调节，替代中心离子，改性配位体等过程配制而成。

3.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于组份R离子来源于R-OH。

4.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其特征在于组份H元素、N元素、O元素、C元素、P元素来源于草酸(H₂C₂O₄)、植酸(C₆H₁₈O₂₄P₆)母体。

5.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂的使用方法是采用化学沉淀法，其特征在于在含锰废水中加入该干粉或配制成溶液的复合试剂，反应完全后进行固液分离。

6.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，试剂添加质量为含锰废水中钙离子含量的4～6。

7.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙倍离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，待处理含锰废水pH值控制条件为pH值为4～9。

8.如权利要求1所述的一种用于去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂，其使用方法特征在于，复合试剂为配制溶液投加时，该复合试剂所占溶液的质量分数为20～50％。