电解锰渣回收锰及处理含铜废水的研究

论文摘要

分析了电解锰渣中锰的形态及其对环境的影响。结果表明,某电解锰厂锰渣中的锰主要以水溶性锰离子、碳酸锰盐及二氧化锰的形式存在,其中水溶性锰离子占总锰的50%左右,最高析出量可达到3.7mg/ml,远远超过了国家排放标准;电解锰渣浸出液的pH值均在5左右,即锰渣呈酸性,若直接排放,将对周边环境造成严重的污染。通过正交实验确定的用硫酸回浸法处理电解锰渣的适宜工艺条件为:固液比1:3、硫酸浓度20%、酸浸温度为90℃、酸浸时间3h,锰的最高浸出率可达到96%;经两步除杂法后,可得到纯度为91%的硫酸锰产品。采取单因素法分析了用铵盐焙烧法处理电解锰渣的各焙烧条件对锰渣浸出率的影响,确定其较优的焙烧条件为:铵矿比为1:1、焙烧时间为1h、焙烧温度为450℃,锰的最高浸出率为83%,通过除杂可得到98%的硫酸锰产品。对两种方法的工艺过程和环境效益进行了分析比较,从工艺上讲,用铵盐焙烧法制取电解锰渣较为合适。在分析不同方法处理后剩余残渣成分基础上,选用比表面积较大的铵盐焙烧渣进行了处理含铜废水的研究。结果表明,在实验室常温条件下,对铜离子浓度为60mg/L模拟废水,当锰渣投加量为1.5g,在pH为6、反应时间为2.5h条件下,锰渣对铜离子的吸附效果最好,吸附率可达96%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及目的意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 电解锰渣利用现状
• 1.2.2 硫酸锰的性质及生产技术现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 实验及测定方法
• 2.1 实验材料及预处理
• 2.2 主要设备仪器和试剂
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 锰的测定
• 2.3.2 水中铜离子的测定
• 2.3.3 二氧化硅的测定
• 2.3.4 铁的测定
• 2.3.5 铝的测定
• 2.3.6 磷的测定
• 3 电解锰渣中锰的形态及环境影响研究
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 实验方法的选择确定
• 3.3.2 锰渣中锰各形态分析
• 3.3.3 环境影响分析
• 3.4 锰渣的综合利用途径分析
• 3.5 本章小结
• 4 硫酸回浸法制取硫酸锰的工艺研究
• 4.1 实验原理
• 4.1.1 浸取原理
• 4.1.2 除杂原理
• 4.1.3 结晶提纯原理
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 硫酸回浸工艺
• 4.2.2 硫酸锰制取工艺流程
• 4.2.3 除杂结晶
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 硫酸回浸实验
• 4.3.2 硫酸锰的制取
• 4.4 本章小结
• 5 铵盐焙烧法制取硫酸锰的工艺研究
• 5.1 实验原理
• 5.2 实验方法
• 5.3 试验结果分析
• 5.4 两种硫酸锰制取方法的比较分析
• 5.4.1 浸出液分析
• 5.4.2 工艺分析
• 5.4.3 环境效益分析
• 5.5 本章小结
• 6 锰渣对低浓度含铜废水的吸附研究
• 6.1 锰渣组分分析
• 6.2 锰渣的孔结构特征研究
• 6.2.1 实验方法
• 6.2.2 比表面积分布
• 6.2.3 渣样的孔容分布
• 6.3 锰渣处理低浓度含铜废水的研究
• 6.3.1 实验方法
• 6.3.2 实验结果分析
• 6.4 小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 存在的问题与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录