CN106734073B - 一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 - Google Patents
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106734073B CN106734073B CN201611136403.4A CN201611136403A CN106734073B CN 106734073 B CN106734073 B CN 106734073B CN 201611136403 A CN201611136403 A CN 201611136403A CN 106734073 B CN106734073 B CN 106734073B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waste residue
- electrolytic manganese
- gas
- manganese waste
- hole boiling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 176
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 171
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 169
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 230000009615 deamination Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000006481 deamination reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 36
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- -1 pressure valve Substances 0.000 abstract description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 5
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003321 atomic absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000003978 infusion fluid Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L manganese dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mn+2] IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PVIFNYFAXIMOKR-UHFFFAOYSA-M manganese(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical group [OH-].[O-2].[Mn+3] PVIFNYFAXIMOKR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000357 manganese(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229940063781 nitrogen 99 % Drugs 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置,步骤是:A、原状电解锰废渣烘干、脱水;B、烘干脱水后对电解锰废渣球磨,采用球磨机粉磨;C、称取烘干球磨后电解锰废渣、碱处理剂和双氧水溶液;烘干球磨;D、将电解锰废渣加入四口烧瓶内,加入去离子水,对电解锰废渣进行调浆处理;E、将调浆后的电解锰废渣四口烧瓶和电动搅拌器置于水浴锅中,加入碱处理剂和双氧水;F、调整压力阀,进行尾气收集。该装置它包括氮气钢瓶、减压器、压力阀、橡皮塞、精密增力电动搅拌器、水浴锅、控制器、导气管。方法易行,操作简便,脱氨消锰效果显著,提高了电解锰废渣后期资源化性能。实现了反应器中产生的碱性气体完全捕集。
Description
技术领域
本发明属于电解锰废渣无害化、资源化利用的技术领域,更具体涉及一种电解锰废渣脱氨消锰处理的方法,同时还涉及一种电解锰废渣脱氨消锰处理的装置,适用于磷石膏、赤泥、污泥、煤矸石等固体废物预处理。
背景技术
金属锰作为一种重要的冶金、化工原料,是国民经济中重要的基础物资和国家重要战略资源之一,有“战略金属”之称,锰矿在中国经济迅猛发展中占据着中流砥柱的地位,锰产量的90%~95%被广泛应用于钢铁行业,其用途主要是作为炼铁、炼钢过程的脱硫剂、脱氧剂、反应的催化剂和制造含锰合金。此外,也应用于电解金属锰应用于钢铁、合金、化工工业等,用途极为广泛,自2001-2011年中国有100多家电解锰生产企业,每年都会有上千万吨电解锰渣的排放,而锰渣的大量排放对周边土地和环境产生了不可估量的影响,堆放的锰渣经雨水淋洗,其渗滤液与淋洗液都会对地下水和附近河流产生污染,影响人们身体健康。因此对锰渣的无害化与资源化利用迫在眉睫。电解锰生产过程中伴随着大量中间产物电解锰渣的产生,据相关企业统计约每生产1吨电解锰,将排放5~6吨电解锰渣,每生产1t电解锰添加液态氨82.78kg,最终有36.5kg存在于锰渣中,相当于44.09%的氨损失在锰渣中。而电解锰废渣在资源化过程中遇到的首要问题电解锰废渣中含氨量较多,严重干扰处理剂的处理效率,增加了处理剂的使用量,因此增加电解锰废渣资源化的处理成本。
发明内容
针对现今尚未明确提出电解锰废渣预处理方法以及电解锰渣固化稳定化过程中,其内部含有氨根离子干扰预处理以及可溶性锰离子的浸出的两项不足,本发明的目的是在于提供了一种电解锰废渣预处理的方法,方法易行,操作简便,脱氨消锰效果显著、同时还提高了电解锰废渣后期资源化性能。
本发明的另一个目的是在于提供了一种电解锰废渣预处理的装置,结构简单,使用方便,该装置结构简单、可实现将反应器中产生的碱性气体完全捕集,经外加碱处理剂、氧化剂后,电解锰废渣中氨氮和可溶性锰离子的去除率均在90%以上。经处理后的电解锰废渣硫酸盐含量增加,便于进一步激活其凝胶活性,可实现激活的电解锰渣固化处理废渣的“以废治废”的目的。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法的技术构思是:以重量百分比计,包括电解锰废渣90~95%、碱性处理剂3~6%以及体积分数为30%H2O23~6%,在水浴60℃条件下搅拌反应0.5~5h。其氨氮的脱除处理效率达90%以上,可溶性锰离子的稳定化处理效率达99%。
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法,其步骤是:
步骤一、原状电解锰废渣经104-106℃烘干、脱水,采用烘箱将原状电解锰废渣的含水率降低至不高于3%;
步骤二、烘干脱水后对电解锰废渣球磨,采用球磨机(型号为HG-Q2356)粉磨至细度不高于50μm,中位径不高于8μm,筛余量不大于3.5%;
步骤三、称取烘干球磨后电解锰废渣、碱处理剂和量取体积分数为30%的双氧水(H2O2)(分析纯)溶液;采用电子天平称取烘干球磨后电解锰废渣90~95%;采用电子天平称取碱处理剂3~6%;采用移液管量取体积分数为30%的双氧水(H2O2)(分析纯)溶液3~6%;所述的碱处理剂具体为(氢氧化钠(NaOH)、氧化钙(CaO)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(Na(HCO3)2)的其中一种或2至5种的任意混合;
步骤四、将步骤(三)称取的电解锰废渣加入四口烧瓶内,按照水与烘干球磨后电解锰废渣的质量比不超过5:1加入去离子水,之后启动JJ-1精密增力电动搅拌器对电解锰废渣进行调浆处理;
步骤五、将步骤(四)调浆后的电解锰废渣四口烧瓶和JJ-1精密增力电动搅拌器置于DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅中,水浴温度控制在58-62℃,依次加入步骤(三)称取的碱处理剂和量取的体积分数为30%的双氧水(H2O2)(分析纯),JJ-1精密增力电动搅拌器设定搅拌速度为500r/min,处理0.5h-5h;
步骤六、步骤(五)进行的同时,启动wma219-40-15氮气钢瓶,调整普通压力阀,使用YQAr-731L减压器,调整输出压力调整为0.2-0.5Mpa,吹脱四口烧瓶中产生的气体,并利用体积分数质量分数为1.4-1.6%稀硫酸进行尾气收集。
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法的反应机理主要如下:
A、电解锰废渣中含氨离子较高,并且主要以(NH4)2SO4和(NH4)3H(SO4)2的形式存在,在碱处理剂作用和水浴条件下,释放氨气,达到脱氨消锰的目的。化学反应方程式如下:
(NH4)2SO4+AOH→A2SO4+NH3↑+H2O
(NH4)3H(SO4)2+4AOH→2A2SO4+3NH3↑+4H2O
其中A表示碱金属元素。
B、电解锰废渣中锰含量较高,主要以硫酸锰、二氧化锰、羟基氧化锰形式存在,可于碱处理剂和H2O2发生反应,转化为中间产物羟基氧化锰和最终产物二氧化锰及四氧化三锰。化学反应方程式如下:
MnSO4+AOH→Mn(OH)2↓+A2SO4
Mn(OH)2+H2O2→MnO2+2H2O
2Mn(OH)2+2H2O2→2MnO(OH)2+2H2O
MnO(OH)2→MnO2+H2O
3Mn(OH)2+H2O2→Mn3O4+4H2O
处理之后可溶性锰离子形成化学性质稳定的二氧化锰和四氧化三锰。
一种电解锰废渣预处理的装置,由wma219-40-15氮气钢瓶、YQAr-731L减压器、普通压力阀、橡皮塞、JJ-1精密增力电动搅拌器、DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅、四口烧瓶、DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器、集气瓶、导气管组成。其特征在于:YQAr-731L减压器分别通过导气管与wma219-40-15氮气钢瓶、普通压力阀相连;普通压力阀分别通过导气管与YQAr-731L减压器、橡皮塞相连,连接后导气管置于四口烧瓶内电解锰废渣浆体上方;橡皮塞分别通过导气管与普通压力阀、四口烧瓶相连;四口烧瓶分别与橡皮塞、JJ-1精密增力电动搅拌器、橡皮塞相连;JJ-1精密增力电动搅拌器分别与橡皮塞、四口烧瓶相连,连接后导气管置于四口烧瓶内电解锰废渣浆体上方;橡皮塞分别通过导气管与四口烧瓶、集气瓶相连,连接后导气管置于集气瓶内稀硫酸溶液液面以下,导气管与集气瓶稀硫酸溶液液面上方,导气管的另一端作为净化气体出气口;四口烧瓶置于DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅中;DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅中置于DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器上部。
上述装置的详细组合的作用是wma219-40-15氮气钢瓶1是整个装置惰性气体的来源,排除其它氧化剂如空气的干扰;YQAr-731L减压器2和普通压力阀3主要用来调控wma219-40-15氮气钢瓶1的压力和流量;JJ-1精密增力电动搅拌器5接入四口烧瓶7中,用来调控四口烧瓶7中调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)混合物的搅拌速度;四口烧瓶7为调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)混合物的反应装置;DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅6用来控制四口烧瓶中的反应温度;四口烧瓶7经橡皮塞4-3于集气瓶9相连,主要目的为了捕集四口烧瓶7产生的氨气;第一导气管10-1、第二导气管10-2、第三导气管10-3起导气作用。
上述装置的详细组合的作用是wma219-40-15氮气钢瓶是整个装置惰性气体的来源,排除其它氧化剂如空气的干扰;YQAr-731L减压器和普通压力阀主要用来调控wma219-40-15氮气钢瓶的压力和流量;JJ-1精密增力电动搅拌器接入四口烧瓶中,用来调控四口烧瓶中调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)混合物的搅拌速度;四口烧瓶为调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)混合物的反应装置;DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅用来控制四口烧瓶中的反应温度;四口烧瓶经橡皮塞的集气瓶中盛有稀硫酸溶液,主要目的为了捕集四口烧瓶产生的氨气。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
本发明球磨处理的电解锰废渣呈微米级,其粒度更细,比表面积更大,可提供更多的活性位点。经实验处理后可显著减少电解锰废渣中氨氮含量处理效率达90%上,并将氨氮以气体形式溢出,便于回收再利用。减轻锰渣后续资源化中氨氮对碱性激发剂的干扰。经实验处理后将原电解废锰渣中可溶性二价锰离子转化成稳定的四氧化三锰,天然酸性雨水对稳定的四氧化三锰和二氧化锰没有侵蚀性,不会形成重金属锰浸出液,不会对环境和人体造成影响。同时通过外加碱处理剂可与其它的重金属形成沉淀,也可能被体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)氧化成更稳定的产物。
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法的技术效果是:
以重量百分比计,包括电解锰废渣90~95%、碱性处理剂3~6%以及体积分数为30%H2O23~6%,在水浴60℃条件下搅拌反应0.5~5h。经105℃烘干、脱水和球磨机(型号为HG-Q2356)粉磨后的电解锰废渣与去离子水、碱处理剂、体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)等混合后,并水浴加热后,对锰离子和氨氮处理较好,0.5h锰离子处理效率为95%,1h以后趋于平稳,处理效率达99%;0.5h后氨氮的处理效率仅为70%,1h以后趋于平稳,处理效率达93%。其氨氮的处理效率达90%以上,可溶性锰离子的处理效率达99%。
电解锰废渣处理前后浸出液的氨氮的浓度(单位:mg/L)
电解锰废渣处理前后浸出液的锰的浓度(单位:mg/L)
附图说明
图1为一种电解锰废渣脱氨消锰处理装置示意图。
其中:1-wma219-40-15氮气钢瓶、2-YQAr-731L减压器、3-普通压力阀、4-1-橡皮塞、4-2-橡皮塞、4-3-橡皮塞、5-JJ-1精密增力电动搅拌器、6-DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅、7-四口烧瓶、8-DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器、9-集气瓶、第一导气管10-1、第二导气管10-2、第三导气管10-3组成。
图2为一种电解锰废渣脱氨消锰处理前后XRD分析图。
一种电解锰废渣脱氨消锰处理前后XRD分析图,其中1.SiO2、2.CaSO4、3.Mn3O4、4.MnO2、5.MnSO4;电解锰废渣处理前后含有共同晶体SiO2和CaSO4,处理前含有的MnSO4晶体,经处理后转化成Mn3O4和MnO2。处理后其Mn3O4和MnO2峰增强。
图3为一种电解锰废渣脱氨消锰折线图。
一种电解锰废渣脱氨消锰折线图,经105℃烘干、脱水和球磨机(型号为HG-Q2356)粉磨后的电解锰废渣与去离子水、碱处理剂、体积分数为30%的双氧水溶液(H2O2)(分析纯)等混合后,并水浴加热后,对锰离子和氨氮处理较好,0.5h锰离子处理效率为95%,1h以后趋于平稳,处理效率达99%;0.5h后氨氮的处理效率仅为70%,1h以后趋于平稳,处理效率达93%。
图4A为一种电解锰废渣脱氨消锰处理SEM图。
图4A为电解锰废渣放大100倍SEM图,其表面结构含有大量的孔隙结构。图4B为一种电解锰废渣脱氨消锰处理SEM图。
图4B为放大2000倍的电镜图,其电解锰废渣外形呈不规则状态,表面粗糙,颗粒尺寸较多为几微米,电解锰废渣具有较大比表面积。为电解锰废渣脱氨消锰提供更多的反应位点。
图4C为一种电解锰废渣脱氨消锰处理SEM图。
图4C为放大8000倍的电解锰废渣,从中可清楚的看出成针柱状的石膏相,为电解锰废渣后期的资源化提供更多的活性物质。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合具体实施例对本发明作进一步的阐述,但本发明的内容不仅仅局限于以下实施案例。
具体实施例中,采用的电解锰废渣来自于菱锰矿浸取二次压滤残渣,碱处理剂为NaOH,CaO,KOH,Na2CO3,Na(HCO3)2,一种或多种(3-6种)复合。H2O2为体积分数为30%的双氧水溶液。
实施例1:
一种电解锰废渣脱氨消锰处理的方法,其步骤是:
(1)电解锰废渣的制备:将原状电解锰废渣经104或105或106℃烘干、脱水,采用烘箱将原状电解锰废渣的含水率降低至不高于3%;经104或105或106℃烘干脱水后对电解锰废渣磨细处理,采用球磨机(型号为HG-Q2356,以下相同)粉磨至细度不高于50μm,中位径不高于8μm,筛余量不大于3.5%。
(2)按照质量百分比称取90%的电解锰废渣、5%的碱处理剂、5%的双氧水,并按照水与烘干球磨后电解锰废渣的质量比5:1加入去离子水,置于封闭的四口烧瓶中,混合均匀。
所述的碱处理剂、双氧水均为国药集团化学试剂有限公司生产。
(3)将四口烧瓶进行水浴加热至温度为58或59或60或61或62℃,在封闭的四口烧瓶添加搅拌器,调节转速为500r/min,同时利用惰性气体氮气将反应生成的氨气进行吹出,利用稀硫酸对生成的氨气进行收集。
(4)脱氨消锰效果测试:取分别处理了0.5h、1h、2h、3h、5h的电解锰废渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300)标准制备浸出液;浸出溶液按照《水质铁、锰的测定——火焰原子吸收分光光度法》(GB 11911—89)标准检测处理后锰离子浓度,一般为1000或1100或1200或1300或1400或1500mg/L,采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)标准检测处理后氨氮的浓度,一般为500或600或700或800mg/L。结果见表1、表2。
表1为电解锰废渣处理前后浸出液的氨氮的浓度(单位:mg/L)
表2为电解锰废渣处理前后浸出液的锰的浓度(单位:mg/L)
实施例2:
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法,其步骤是:
(1)电解锰废渣的制备:将原状电解锰废渣经104或105或106℃烘干、脱水,采用烘箱将原状电解锰废渣的含水率降低至不高于3%;经104或105或106℃烘干脱水后对电解锰废渣磨细处理,采用球磨机粉磨至细度不高于50μm,中位径不高于8μm,筛余量不大于3.5%。
(2)按照质量百分比称取90%的电解锰废渣、4%的碱处理剂、6%的双氧水,并按照水与烘干球磨后电解锰废渣的质量比5:1加入去离子水,置于封闭的四口烧瓶中,混合均匀。
所述的碱处理剂、双氧水均为国药集团化学试剂有限公司生产。
(3)将四口烧瓶进行水浴加热至温度为58或59或60或61或62℃,在封闭的四口烧瓶添加搅拌器,调节转速为500r/min,同时利用惰性气体氮气将反应生成的氨气进行吹出,利用稀硫酸对生成的氨气进行收集。
(4)脱氨消锰效果测试:取分别处理了0.5h、1h、2h、3h、5h的电解锰废渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300)标准制备浸出液;浸出溶液按照《水质铁、锰的测定——火焰原子吸收分光光度法》(GB 11911—89)标准检测处理后锰离子浓度,一般为1000或1100或1200或1300或1400或1500mg/L,采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)标准检测处理后氨氮的浓度,一般为500或600或700或800mg/L。结果见表3、表4。
表3为电解锰废渣处理前后浸出液的氨氮的浓度(单位:mg/L)
表4为电解锰废渣处理前后浸出液的锰的浓度(单位:mg/L)
实施例3:
一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法,其步骤是:
(1)电解锰废渣的制备:将原状电解锰废渣经104或105或106℃烘干、脱水,采用烘箱将原状电解锰废渣的含水率降低至不高于3%;经104或105或106℃烘干脱水后对电解锰废渣磨细处理,采用球磨机粉磨至细度不高于50μm,中位径不高于8μm,筛余量不大于3.5%。
(2)按照质量百分比称取90%的电解锰废渣、6%的碱处理剂、4%的双氧水,并按照水与烘干球磨后电解锰废渣的质量比5:1加入去离子水,置于封闭的四口烧瓶中,混合均匀。
所述的碱处理剂、双氧水均为国药集团化学试剂有限公司生产。
(3)将四口烧瓶进行水浴加热至温度为58或59或60或61或62℃,在封闭的四口烧瓶添加搅拌器,调节转速为500r/min,同时利用惰性气体氮气将反应生成的氨气进行吹出,利用稀硫酸对生成的氨气进行收集。
(4)脱氨消锰效果测试:取分别处理了0.5h、1h、2h、3h、5h的电解锰废渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T 300)标准制备浸出液;浸出溶液按照《水质铁、锰的测定——火焰原子吸收分光光度法》(GB 11911—89)标准检测处理后锰离子浓度,一般为1000或1100或1200或1300或1400或1500mg/L,采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)标准检测处理后氨氮的浓度,一般为500或600或700或800mg/L。。结果见表5、表6。
表5为电解锰废渣处理前后浸出液的氨氮的浓度(单位:mg/L)
表6为电解锰废渣处理前后浸出液的锰的浓度(单位:mg/L)
实施例4:
一种电解锰废渣预处理的装置,由wma219-40-15氮气钢瓶1、YQAr-731L减压器2、普通压力阀3、橡皮塞4-1、橡皮塞4-2、橡皮塞4-3、JJ-1精密增力电动搅拌器5、DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅6、四口烧瓶7、DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器8、集气瓶9、第一导气管10-1、第二导气管10-2、第三导气管10-3组成。
其特征在于:YQAr-731L减压器2分别通过第一导气管10-1与wma219-40-15氮气钢瓶1、普通压力阀3相连;普通压力阀3分别通过第一导气管10-1与YQAr-731L减压器、橡皮塞4-1相连,连接后第一导气管10-1置于四口烧瓶7内电解锰废渣浆体上方;橡皮塞4-1分别通过第一导气管10-1与普通压力阀3、四口烧瓶7相连;四口烧瓶7分别与橡皮塞4-1、JJ-1精密增力电动搅拌器5、橡皮塞4-3相连;JJ-1精密增力电动搅拌器5分别与橡皮塞4-2、四口烧瓶7相连,连接后第二导气管10-2置于四口烧瓶7内电解锰废渣浆体上方;橡皮塞4-3分别通过第二导气管10-2与四口烧瓶7、集气瓶9相连,连接后第二导气管10-2置于集气瓶9内稀硫酸溶液液面以下,第三导气管10-3与集气瓶9稀硫酸溶液液面上方,第三导气管10-3的另一端作为净化气体出气口;四口烧瓶7置于DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅6中;DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅6中置于DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器8上部。
上述装置的详细组合的作用是wma219-40-15氮气钢瓶1是整个装置惰性气体的来源,排除其它氧化剂如空气的干扰;YQAr-731L减压器2和普通压力阀3主要用来调控wma219-40-15氮气钢瓶1的压力和流量;JJ-1精密增力电动搅拌器5接入四口烧瓶7中,用来调控四口烧瓶7中调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和双氧水混合物的搅拌速度;四口烧瓶7为调浆后的电解锰废渣、碱处理剂和双氧水混合物的反应装置;DF-101S集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅6用来控制四口烧瓶中的反应温度;四口烧瓶7经橡皮塞4-3于集气瓶9相连,主要目的为了捕集四口烧瓶7产生的氨气;第一导气管10-1、第二导气管10-2、第三导气管10-3起导气作用。
Claims (2)
1.一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法,其步骤是:
A、原状电解锰废渣经104-106℃烘干、脱水,采用烘箱将原状电解锰废渣的含水率降低至不高于3%;
B、烘干脱水后对电解锰废渣球磨,采用球磨机粉磨至细度不高于50μm,中位径不高于8μm,筛余量不大于3.5%;
C、称取烘干球磨后电解锰废渣、碱处理剂和量取体积分数为30%的双氧水溶液;采用电子天平称取烘干球磨后电解锰废渣90~95%;采用电子天平称取碱处理剂3~6%;采用移液管量取体积分数为30%的双氧水溶液3~6%,所述的碱处理剂具体为氢氧化钠、氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠的其中一种或2至5种的任意混合;
D、将步骤C称取的电解锰废渣加入四口烧瓶内,按照水与烘干球磨后电解锰废渣的质量比不超过5:1,加入去离子水,之后启动精密增力电动搅拌器对电解锰废渣进行调浆处理;
E、将步骤D调浆后的电解锰废渣四口烧瓶和精密增力电动搅拌器置于集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅中,水浴温度控制在58-62℃,依次加入步骤C称取的碱处理剂和量取的体积分数为30%的双氧水,精密增力电动搅拌器设定搅拌速度为500r/min,处理0.5h-5h;
F、步骤E进行的同时,启动氮气钢瓶,调整普通压力阀,使用减压器,调整输出压力调整为0.2-0.5Mpa,吹脱四口烧瓶中产生的气体,利用体积分数为1.4-1.6%稀硫酸进行尾气收集。
2.一种电解锰废渣脱氨消锰预处理的装置,它包括氮气钢瓶(1)、减压器(2)、压力阀(3)、橡皮塞(4-1)、精密增力电动搅拌器(5)、集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅(6)、集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器(8)、第一导气管(10-1),第二导气管(10-2),第三导气管(10-3),其特征在于:减压器(2)分别通过第一导气管(10-1)与氮气钢瓶(1)、压力阀(3)相连;压力阀(3)分别通过第一导气管(10-1)与减压器(2)、橡皮塞(4-1)相连,连接后第一导气管(10-1)置于四口烧瓶(7)内电解锰废渣浆体上方; 橡皮塞(4-1)分别通过第一导气管(10-1)与压力阀(3)、四口烧瓶(7)相连;四口烧瓶(7)分别与橡皮塞(4-1)、精密增力电动搅拌器(5)、橡皮塞(4-3)相连;精密增力电动搅拌器(5)分别与橡皮塞(4-2)、四口烧瓶(7)相连,连接后第二导气管(10-2)置于四口烧瓶(7)内电解锰废渣浆体上方;橡皮塞(4-3)分别通过第二导气管(10-2)与四口烧瓶(7)、集气瓶(9)相连,连接后第二导气管(10-2)置于集气瓶(9)内稀硫酸溶液液面以下,第三导气管(10-3)置于集气瓶(9)稀硫酸溶液液面上方,第三导气管(10-3)的另一端为净化气体出气口;四口烧瓶(7)置于集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅(6)中;集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅(6)置于集热恒温加热磁力搅拌器水浴锅控制器(8)上部。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611136403.4A CN106734073B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611136403.4A CN106734073B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106734073A CN106734073A (zh) | 2017-05-31 |
CN106734073B true CN106734073B (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=58875386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611136403.4A Active CN106734073B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106734073B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109554546B (zh) * | 2018-10-24 | 2020-07-31 | 西南科技大学 | 一种电解锰渣无害化处理与资源化利用的方法 |
CN110624933B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-05-07 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种冶金废渣洗涤除氨方法 |
CN110615571A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-27 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 冶金废渣的除氨方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4093698A (en) * | 1976-10-18 | 1978-06-06 | Deepsea Ventures, Inc. | Process for the simultaneous extraction of metal values from manganese nodules |
US5916362A (en) * | 1996-11-22 | 1999-06-29 | Tosoh Corporation | Method for producing cement using manganese slag as raw material |
CN102161048A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-08-24 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣无害化处理方法 |
CN104129937A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-05 | 重庆前跃环境治理有限公司 | 一种资源化利用电解锰渣的工艺方法 |
CN104529196A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-22 | 北京科技大学 | 一种电解锰渣提氨改质的方法 |
CN104891530A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-09-09 | 贵州省化工研究院 | 一种电解锰渣中回收铵根的方法 |
-
2016
- 2016-12-12 CN CN201611136403.4A patent/CN106734073B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4093698A (en) * | 1976-10-18 | 1978-06-06 | Deepsea Ventures, Inc. | Process for the simultaneous extraction of metal values from manganese nodules |
US5916362A (en) * | 1996-11-22 | 1999-06-29 | Tosoh Corporation | Method for producing cement using manganese slag as raw material |
CN102161048A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-08-24 | 中国环境科学研究院 | 一种电解锰渣无害化处理方法 |
CN104129937A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-05 | 重庆前跃环境治理有限公司 | 一种资源化利用电解锰渣的工艺方法 |
CN104529196A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-22 | 北京科技大学 | 一种电解锰渣提氨改质的方法 |
CN104891530A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-09-09 | 贵州省化工研究院 | 一种电解锰渣中回收铵根的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106734073A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200299145A1 (en) | Method for aluminum-enhanced dealkalization of red mud and separation and recovery of aluminum and iron | |
CN106734073B (zh) | 一种电解锰废渣脱氨消锰处理方法及装置 | |
CN109775743A (zh) | 一种从氟化钙污泥提取纯品氟化钙的方法 | |
CN103508507B (zh) | 利用磁选后的钢渣尾渣去除水中金属离子的方法 | |
CN110284004A (zh) | 一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法 | |
CN110042225A (zh) | 一种锂云母矿硫酸钠焙烧及浸出方法 | |
CN107324303A (zh) | 一种从多金属危险废物中分离精制铁、铬的方法 | |
Jiang et al. | Study on leaching Ti from Ti bearing blast furnace slag by sulphuric acid | |
CN114573149B (zh) | 一种含砷污酸和砷钙废渣的共处理方法 | |
CN112851282A (zh) | 一种用于固化尾矿中重金属离子的胶凝剂及其使用方法 | |
CN108840343A (zh) | 一种利用煤矸石制备硅溶胶的方法 | |
CN106801259A (zh) | 一种机械力活化脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法 | |
CN109437629A (zh) | 一种复合废弃尾矿多孔材料及其制备方法和应用 | |
CN106745124B (zh) | 一种从煤系高岭土中制取氢氧化铝和混凝土掺合料的工艺 | |
CN110124851A (zh) | 一种采用eddha抑制剂进行菱镁矿反浮选脱钙的方法 | |
Gao et al. | A novel method to extract vanadium from vanadium-bearing steel slag using sodium carbonate solution | |
CN115786741A (zh) | 一种常温高效分解复杂低品位白钨矿的方法 | |
CN108946820B (zh) | 一种碳酸盐绿锈及其制备方法 | |
CN107697893A (zh) | 提高磷矿中钙浸取效率的方法及其产物和应用 | |
CN116043040A (zh) | 一种从电解锰渣中提取锰的方法 | |
CN105925812B (zh) | 一种从富锰渣中提取锰的方法 | |
CN109518008A (zh) | 一种从含锂矿物中提取锂的方法 | |
Lu et al. | Effect of manganese ions addition orders on the flotation behavior of scheelite | |
CN111574307A (zh) | 一种中微量元素复合肥料及其制备方法和应用 | |
CN111363926B (zh) | 钒渣浅氧化焙烧分离钒的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |