CN108314200A - 一种含锰废水的回收处理工艺 - Google Patents

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张永江
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Abstract

本发明公开了一种含锰废水的回收二价锰的处理工艺。所述的含锰废水的回收处理工艺包括前处理、萃取、反萃取和后处理步骤，具体包括：将含锰废水中加入调节剂调节pH值至7～8，过滤除去滤渣得到沉锌压滤后液a(沉锌压滤后液a即含二价锰废水)，在沉锌压滤后液中加入锌粉，反应30min，压滤后得到原液b；采用预处理有机相对原液进行萃取得到负载有机相和萃余液；将负载有机相进行反萃取得到空白有机相和反萃后液；将反萃后液送至锌的反萃液中或者脱油后进入电积工序。本发明工艺能将沉锌后液中的锰回收至反萃液中，既能降低锌萃取生产的能耗和加工成本，又能减少后段废水的处理成本，达到双赢的效果。

Description

一种含锰废水的回收处理工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含锰废水的回收二价锰的处理工艺。
背景技术
目前，在湿法炼锌技术中发展最快的是锌萃取技术，尤其是使用锌二次物料作为原料的锌萃取技术，都存在反萃后液(即锌电积新液)中锰的贫化问题。因为在以铅银合金为阳极板的电积过程中，需要保持溶液中存在一定的锰(Mn2+)离子(浓度一般为5-7g/L)，才能够保证高效率、高质量、低成本的电积锌。然而在使用有机相(磷酸二烷基酯和磺化煤油组成)萃取硫酸锌的过程中，根据P204在不同酸度(PH值)下萃取金属的顺序，当萃余液中酸达到PH值为1.0时，锰离子基本上不能被有机相萃取，即富有机相在被反萃液反萃时，反萃后液中无二价锰离子，且反萃后液中含硫酸50g/L；若在此溶液中补锰，则需要加入碳酸锰或者硫酸锰作浸出，调节至中性溶液，在浸出时就会带入一定的金属杂质离子，必须要将此溶液做净化处理后才能送至电积，这就会增加了生产成本，同时消耗大量的能源。
在以锌二次物料(钢厂产烟囱灰)为原料进行浸出过程时，需要加入大量的软锰矿(MnO2)氧化溶液中大量的Fe2+，因此在溶液中存在大量的Mn2+。然而在有机相萃取锌过程中，需加入一定的洗水，则会导致体积膨胀，故整个体系需要定时定量地外排一部分生产废水，此生产废水中含锌、锰等有价金属，锌可以通过沉锌将其回收至主流程，沉锌后的溶液(含大量的锰)，若简单的外排到下一工段处理废水，则增加了废水处理的成本，浪费了大量的锰(Mn2+)。而在电积过程中需要补入一定量的锰(Mn2+)。因此，开发一种能解决上述技术问题的工艺是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含锰废水的回收处理工艺。
本发明的目的是这样实现的，包括前处理、萃取、反萃取和后处理步骤，具体包括：
A、前处理：将含锰废水中加入调节剂调节pH值至7～8，过滤除去滤渣得到沉锌压滤后液a(沉锌压滤后液a即含二价锰废水)，在沉锌后液中加锌粉反应30min，压滤后得到原液b；
B、萃取：
1)预处理有机相的制备：将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合得到预处理有机相c；
2)采用预处理有机相c对原液b进行萃取得到负载有机相d和萃余液e；
C、反萃取：将负载有机相d用废电解液进行反萃取得到空白有机相f和反萃后液g；
D、后处理：将反萃后液g进入锌的反萃液中或者脱油后进入电积工序。
本发明工艺能将沉锌后液中的锰回收至反萃液中，既能降低锌萃取生产的能耗和加工成本，又能减少后段废水的处理成本，达到双赢的效果。本发明是通过对P204进行预处理，在萃取工序锰的萃取效率高，可减少萃取所需级数，降低萃取设备投资和购买萃取剂的费用；其结果充分说明了由于萃取工序锰的萃取率高，处理后的废水含锰浓度低，便于后段废水处理成本；本发明解决了整个萃取锌系统电积锌工序需要二价锰的问题，提高了电积锌过程的电流效率，弥补了萃取锌工艺的不足之处，极大程度降低了锌冶炼加工成本；本发明的方法高效、经济、清洁，在环境保护上也具有非常理想的效果。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的含锰废水的回收处理工艺，包括前处理、萃取、反萃取和后处理步骤，具体包括：
A、前处理：将含锰废水中加入调节剂调节pH值至7～8，过滤除去滤渣得到沉锌压滤后液a(沉锌压滤后液a即含二价锰废水)，在沉锌后液中加锌粉反应30min，压滤后得到原液b；
B、萃取：
1)预处理有机相的制备：将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合得到预处理有机相c；
2)采用预处理有机相c对原液b进行萃取得到负载有机相d和萃余液e；
C、反萃取：将负载有机相d用废电解液进行反萃取得到空白有机相f和反萃后液g；
D、后处理：将反萃后液g进入锌的反萃液中或者脱油后进入电积工序。
A步骤中所述的调节剂为石灰乳、氢氧化钠、或碳酸钠。。
B步骤所述的预处理有机相中磺化煤油与P204的混合比例按体积比为5～9:2～4，碳酸氢铵的用量为50～70g/LP204。
所述的磺化煤油与P204的混合比例按体积比为7:3，碳酸氢铵的用量为60g/LP204。
所述的预处理有机相c和原液b的体积比为1.1～1.3:1。
所述的萃取的时间为1～3min，萃取后静置3～5min。
C步骤中所述的废电解液为含硫酸170～200g/L，含锰3～7g/L的废电解液。
所述的废电解液和负载有机相d的体积比为1:4～6。
所述的反萃取的时间为1～3min，反萃后静置3～5min。
所述的含锰废水的回收处理工艺还包括将空白有机相f与碳酸氢铵溶液进行预处理，即将空白有机相和60g/L的碳酸氢铵液按照体积比为0.9～1.25搅拌混合3～5min，静置5～8min获得预处理有机相c和预处理水相h，预处理水相h中加入农业用碳酸氢铵(晶体状)，按照水溶液中含60g/L碳酸氢铵配比，返回预处理有机相c循环使用，预处理有机相c返回到步骤B中循环使用。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
实施例1
采用的含锰废水的锰含量为22.36g/L；
1、在含锰废水中加入石灰搅拌进行中和，调节PH值为7-8；然后过滤除去滤渣，获沉锌压滤后液，沉锌后液加入锌粉净化除残留的镉经压滤后得萃取的原液(含锰22.36g/L)；
2、将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合获得预处理有机相；磺化煤油与P204的混合比例按体积比为7:3，碳酸氢铵的用量为60g/LP204；
3、采用预处理有机相对原液进行1级萃取，获得负载有机相和萃余液；预处理有机相的用量和原液体积比为的1：1；萃取的时间为2min，萃取后静置4min；萃余液中锰的平均含量为5.11g/L；
4、将负载有机相用废电解液进行1级反萃取，获得空白有机相和反萃后液；负载有机相与废电解液的体积比为4:1；废电解液含硫酸171g/L，含锰4.34g/L；反萃取的时间为2min，反萃后静置4min；反萃后液含锰73.32g/L。
5、将空白有机相与碳酸氢铵液进行预处理，然后静置，获得预处理有机相和预处理水相，预处理水相再配60g/L碳酸氢铵水溶液反回预处理有机相循环使用，预处理的有机相返回到步骤3中循环使用；
反萃后液进入锌的反萃液中，或者脱油后进入电积工序；
锰的萃取率为77.15％。
实施例2
采用的含锰废水的锰含量为18.5g/L；
1、在含锰废水中加入石灰搅拌进行中和，调节PH值为7-8；然后过滤除去滤渣，获沉锌压滤后液，沉锌后液加入锌粉净化除残留的镉经压滤后得萃取的原液(含锰18.5g/L)；
2、将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合获得预处理有机相；磺化煤油与P204的混合比例按体积比为7:3，碳酸氢铵的用量为60g/LP204；
3、采用预处理有机相对原液进行1级萃取，获得负载有机相和萃余液；预处理有机相的用量和原液体积比为的1.3：1；萃取的时间为2min，萃取后静置4min；萃余液中锰的平均含量为1.71g/L；
4、将负载有机相用废电解液进行1级反萃取，获得空白有机相和反萃后液；负载有机相与废电解液的体积比为4.4:1；废电解液含硫酸192g/L，含锰3.21g/L；反萃取的时间为2min，反萃后静置4min；反萃后液含锰60.12g/L。
5、将空白有机相与碳酸氢铵液进行预处理，然后静置，获得预处理有机相和预处理水相，预处理水相再配60g/L碳酸氢铵水溶液反回预处理有机相循环使用，预处理的有机相返回到步骤3中循环使用；
反萃后液进入锌的反萃液中，或者脱油后进入电积工序；
锰的萃取率为90.75％。
实施例3
采用的含锰废水的锰含量为13.5g/L；
1、在含锰废水中加入石灰搅拌进行中和，调节PH值为7-8；然后过滤除去滤渣，获沉锌压滤后液，沉锌后液加入锌粉净化除残留的镉经压滤后得萃取的原液(含锰13.5g/L)；
2、将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合获得预处理有机相；磺化煤油与P204的混合比例按体积比为7:3，碳酸氢铵的用量为60g/LP204；
3、采用预处理有机相对原液进行1级萃取，获得负载有机相和萃余液；预处理有机相的用量和原液体积比为的1.2：1；萃取的时间为2min，萃取后静置4min；萃余液中锰的平均含量为0.65g/L；
4、将负载有机相用废电解液进行1级反萃取，获得空白有机相和反萃后液；负载有机相与废电解液的体积比为5:1；废电解液含硫酸185g/L，含锰6.24g/L；反萃取的时间为2min，反萃后静置4min；反萃后液含锰59.78g/L。
5、将空白有机相与碳酸氢铵液进行预处理，然后静置，获得预处理有机相和预处理水相，预处理水相再配60g/L碳酸氢铵水溶液反回预处理有机相循环使用，预处理的有机相返回到步骤3中循环使用；
反萃后液进入锌的反萃液中，或者脱油后进入电积工序；
锰的萃取率为95.18％。

Claims (10)

1.一种含锰废水的回收处理工艺，其特征在于包括前处理、萃取、反萃取和后处理步骤，具体包括：
A、前处理：将含锰废水中加入调节剂调节pH值至7～8，过滤除去滤渣得到沉锌压滤后液a，在沉锌后液中加锌粉反应30min，压滤后得到原液b；
B、萃取：
1)预处理有机相的制备：将磺化煤油、P204和碳酸氢铵混合得到预处理有机相c；
2)采用预处理有机相c对原液b进行萃取得到负载有机相d和萃余液e；
C、反萃取：将负载有机相d用废电解液进行反萃取得到空白有机相f和反萃后液g；
D、后处理：将反萃后液g送至锌的反萃液中或者脱油后进入电积工序。
2.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于A步骤中所述的调节剂为石灰乳、氢氧化钠、或碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于B步骤所述的预处理有机相中磺化煤油与P204的混合比例按体积比为5～9:2～4，碳酸氢铵的用量为50～70g/LP204。
4.根据权利要求1或3所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的磺化煤油与P204的混合比例按体积比为7:3，预处理时加入的预处理剂为碳酸氢铵，其碳酸氢铵的用量为60g/LP204。
5.根据权利要求1或3所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的预处理有机相c和原液b的体积比为1.1～1.3:1。
6.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的萃取的时间为1～3min，萃取后静置3～5min。
7.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于C步骤中所述的废电解液为含硫酸170～200g/L，含锰3～7g/L的废电解液。
8.根据权利要求1或7所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的废电解液和负载有机相d的体积比为1:4～6。
9.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的反萃取的时间为1～3min，反萃后静置3～5min。
10.根据权利要求1所述的含锰废水的回收处理工艺，其特征在于所述的含锰废水的回收处理工艺还包括将空白有机相f与碳酸氢铵溶液进行预处理，即将空白有机相f和60g/L的碳酸氢铵液按照体积比为1：0.9～1.25搅拌混合3～5min，静置5～8min获得预处理有机相c和预处理水相h，预处理水相h中加入农业用碳酸氢铵，按照水溶液中含60g/L碳酸氢铵配比，返回预处理有机相c循环使用，预处理有机相c返回到步骤B中循环使用。
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