[发明专利]一种从电解锰厂废水中回收锰并减排二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能减排、废物回收利用及资源化技术领域，涉及一种从含锰废水中回收锰的工艺，具体涉及一种从电解锰厂废水中回收锰并减排二氧化碳的方法。 

背景技术

中国的电解锰工业建立于1956年，至今已有50多年的历史。随着市场对于金属锰需求量的增大，以及国内锰矿资源的不断被发现，中国电解锰工业快速成长。1992年中国电解锰的生产能力仅为4万t/a。到2012年底，中国电解锰生产能力已经达到200万t/a。中国已成为世界上电解锰的最大生产国、最大消费国和最大出口国。目前，全国有约150家电解锰企业，广西电解锰工业发展很快，年产量约占全国的20%。由于电解锰产品的90％－95％用于钢铁工业，是炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂。钢铁工业的发展将对电解锰行业提出更多的需求。预计未来两年受钢铁生产增长的影响，我国电解锰产量将保持15％左右的年增长率。 

传统的电解锰生产工艺为：以含锰（20％～23％）的碳酸锰矿为原料，经破碎、磨细成矿粉，加入酸浸反应罐中，加硫酸、通入蒸汽加热，使矿粉中的锰浸取进入溶液，加入适量缓冲剂硫酸铵，并在酸性矿浆中加入二氧化锰粉除铁，再通入液氨使矿浆成中性（pH≈7），固液分离去除残渣，往滤液中加入硫化剂除镍、钴、铁等杂质，加入添加剂（SeO2），即得合格电解液。电解时，合格电解液连续不断地加入电解槽，经通电电解至一定时间（一般为24h），取 出附有电沉积锰的阴极板（同时放入干净的阴极板，使电解连续进行），经钝化、水洗、烘干后，将金属剥下，即为成品。 

电解锰生产过程中，冲洗阴极板、清洗电解槽等工艺过程排放大量的生产废水，致使废水中Mn2+含量达到800～2000mg/L，大大超过《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中规定的2.0mg/L。电解锰废水水质复杂，废水pH值较低，一般在4.5左右，呈酸性；锰以四价锰和二价锰组成，主要以二价锰为主等。废水中的锰离子可使人产生神经性中毒，高浓度的锰离子严重可致人死亡，若不经处理直接将其排放到自然水体中会引起水体的重金属污染，对人体健康、周围环境造成严重危害，因此必须经过综合处理，达标排放是我们的当务之急。 

另一方面，电解锰生产过程中，对原料矿酸浸反应时，会产生大量的二氧化碳，每生产1t锰，就会产生0.8t二氧化碳。二氧化碳作为主要温室气体，造成全球变暖、极端气候、海平面上升、影响自然生态系统、破坏生物多样性、物种灭绝等危害，2009年底丹麦哥本哈根会议对于减少二氧化碳的排放显得更为迫切，随着2005年中国签订的《京都议定书》在2012年的生效，中国将承担更明确、具体的二氧化碳减排任务。 

对于含锰废水的处理，传统的处理方法是加入石灰溶液,使Mn(II)生成沉淀后除去,产生的污泥采用板式压滤机脱水并进行无害化处理。这种方法产生的污泥量大，不但费用高,而且废水中的锰难以得到有效回收。近来，对于含锰及同类型重金属废水的处理，研究较多的是采用膜分离法。膜分离技术是通过利用特殊的有机高分子或无机材料制成的膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分液体进行分离、分级、提纯和富积的技术，在污水深度处理中应用较为广泛的主要是微滤（MF）、超滤（UF）、电渗析、纳滤以及反渗透等。由于膜分离法所采用的膜容 易污染、运行费用较高，投资费用也较高,所以限制了该技术在工业上的应用。 

生产中大量的二氧化碳主要来源于制液工序上，大部分都是直接排放大气，或者只是用传统的处理方法将二氧化碳废气通入盛有碱液的净化塔，与碱液反应生成相应的盐，或者直接向废水中投入生石灰，生成难溶于水的氢氧化锰，以此来回收二氧化碳废气，不仅造成了大气污染、资源浪费，还增加了更多后期处理的难题。 

因此，如何高效的处理含锰废水和大量的二氧化碳气体，减少环境污染和对人类的危害，并对锰进行有效回收降低资源浪费是势在必行。 

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种全新的从电解锰厂废水中回收锰并减排二氧化碳的方法，此方法的不仅有效回收锰离子，且高效回收和利用二氧化碳，其工艺原理是利用二氧化碳和废水中的锰反应，生成碳酸锰沉淀。 

本发明的技术方案为： 

一种从电解锰厂废水中回收锰并减排二氧化碳的方法，包括以下步骤： 

第一步，调pH值：将所述电解锰厂废水放入pH调整池中，并加入浓度为5%-10%氢氧化钠溶液，调节pH值至9.3～9.7；