[发明专利]一种去除含锰废水中钙离子的有机复合试剂

说明书

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⁺+C₆H₆O₂₄P₆¹²-＝Ca₆C₆H₆O₂₄P₆↓

Ca²⁺+C₂O₄^2-＝CaC₂O₄↓

副反应：

6Mn²⁺+C₆H₆O₂₄P₆¹²-＝Mn₆C₆H₆O₂₄P₆↓

Mn²⁺+C₂O₄^2-＝MnC₂O₄↓