电解锰生产废水处理及综合利用

电解锰生产过程中,需要使用水进行冷却、清洗等,因此水资源消耗量大,同时产生大量的废水,对环境保护造成极大的压力。根据清洁生产的理念,探讨电解锰生产废水处理及综合利用的有效途径,从而实现水资源利用价值的最大化。     

生物浸取电解锰渣中锰的研究

为了评价生物法浸取电解锰渣中锰的可行性,利用锰渣土壤中筛选出的2种锰抗性强的微生物Serratia sp.和Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰,并采用优化的BCR（European Community Bureau of Reference）连续萃取方案对浸取前后的金属锰进行形态分析,研究其浸出率和浸取前后锰的形态变化特征。同时考察了3种萃取剂EDTA、HNO₃和CaCl₂对锰的萃取效率及萃取后金属锰的形态变化。研究结果表明,Serratia sp.和Fusarium sp.对锰都表现出一定的浸取能力,Fusarium sp.的浸取能力尤为显著,3 d后锰浸出率达到56.5%,为锰污染的微生物治理和资源化利用提供科学依据。3种萃取剂对锰的浸取效果为EDTA>HNO₃>CaCl₂,平均萃取效率依次为50.0%、28.8%和21.2%。浸取前后,酸溶解态锰所占比例变化较显著,说明酸溶解态锰是比较容易浸取的形态。     

电解锰渣无害化处理技术

电解锰渣是湿法电解金属锰工艺产生的废渣,环境危害性大、治理难度大。为消除锰渣的污染性,实验研究了锰渣浸出液中污染物种类,并分别采用生石灰和氢氧化钠作处理剂,从成本、处理效果方面进行比较,确定处理剂以及最佳运行条件。得出结论:锰渣中主要污染物为锰和氨氮(分别超过相关标准453倍和26倍),选取生石灰做处理剂,处理后的锰渣,浸出液中锰离子和氨氮的减排量分别达到99%和97%以上,水溶性锰离子浓度低于5 mg/L、氨氮浓度低于25 mg/L,均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的排放标准;反应时间30 h以上、避免雨淋、不通风、无日照为最佳反应条件。     

电解锰渣二次提取锰和氨氮的研究

锰渣处理是电解锰行业的一个重大环境问题.为了实现锰渣无害化处理和资源化利用,用蒸馏水和阳极液作提取剂,对从锰渣中二次提取锰和氨氮进行了研究.考察了液固比、提取剂种类、提取时间、提取温度、超声波作用对锰、氨氮提取效果的影响,且对提取前后的锰渣成分进行了检测与表征.研究结果表明:阳极液对锰的提取效果明显优于蒸馏水,而蒸馏水...     

电解锰渣中锰的浸出条件及特征

采用水洗-酸解法回收电解锰渣中锰,探讨了清水量、酸量以及温度在不同阶段对锰浸(洗)出条件的影响,分析了回收锰的主要因素及浸出特征。实验结果表明,50 g电解锰渣经m渣∶m水=1∶10的清水水洗后,采用10%的硫酸在70℃的水浴温度下酸解2 h,Mn2+浸出量为1.673 g,回收率达到97.3%,而温度和酸度对锰离子的浸出影响明显,酸度调控可有效分离酸浸锰液中金属成分,为减少电解锰渣环境污染的同时,实现电解锰渣资源化利用。     

碱激发电解锰渣制备水泥掺合料

电解锰渣是湿法冶炼金属锰的残渣,为降低其对环境的浸出毒性影响并提高其在水泥产品中的掺入量,利用碱激发技术处理电解锰渣制备水泥掺合料是一种可行的方法。主要研究了碱激发剂种类、掺量对电解锰渣的激发效果,并将碱激发电解锰渣用作水泥掺合料与水泥按不同比例混合研究对水泥抗压强度和浸出毒性的影响。结果表明：碱激发电解锰渣活性显著提高,NaOH中Na2O当量为10%时试件M-SH10的3、7、28 d抗压强度最高,分别为7.15、9.46、10.03 MPa;将此条件下激发的电解锰渣按质量比取15%与85%的水泥混合制得的掺合料其抗压强度较净水泥试件有一定程度的提高;浸出毒性结果显示Cd、Cr、Pb、Ni、Mn和Zn浓度均下降,且低于GB 8978-1996限值。     

城市生活垃圾焚烧飞灰与电解锰渣烧制陶粒

为减少城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)与电解锰渣中的重金属对环境的危害,考察了利用两者辅以粉煤灰烧制陶粒的可行性。通过单因素实验确定原材料最佳配比以及最宜烧制工艺条件,并对焙烧后陶粒的微观形貌以及重金属浸出浓度进行分析。结果表明:随着飞灰掺量的增加,陶粒的颗粒强度与堆积密度降低,1 h吸水率升高;确定最佳原料配比为飞灰掺量12%、电解锰渣掺量43%、粉煤灰掺量45%;确定最宜烧制工艺条件为预热温度600℃、焙烧温度1140℃。在最佳条件下,烧制陶粒的颗粒强度为769 N,堆积密度为687 kg·m~(-3),1 h吸水率为6.44%。通过微观结构观察,陶粒表面致密呈釉化,内部呈现多孔隙结构。陶粒中重金属浸出浓度均低于国家标准。此陶粒的使用可为飞灰与电解锰渣资源化利用提供参考。     

优势菌种浸取电解锰渣中锰的影响因素研究

采用电解锰废渣中分离出的一种锰抗性强的微生物Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰。研究了不同矿浆浓度、微生物生长活动、锰渣和培养基等对锰浸取效率的影响。结果表明,接种体积比为2%（v/v）时,矿浆浓度（m/v）对锰浸取效率影响显著,矿浆浓度过低（〈2%）或者过高（〉10%）对锰浸取效率都有不利影响。矿浆浓度为10%时锰浸取效率最高,达80%以上;微生物的生长活动对浸取过程有显著的影响;而锰渣的存在则能在一定程度上影响溶液的pH,进而影响锰浸取效率;培养基对锰浸取效率的贡献达50%左右。     

多种固废协同处理电解锰渣固锰除氨的最优配比及效果分析

为降低电解锰渣中Mn²⁺和NH₄⁺-N的污染,实现多种固体废物减量化处理,采用锰渣、赤泥、粉煤灰3种大宗固废协同处理,并加入少量生石灰,制备无害化固结体,利用水浸法评估无害化效果,并通过BCR提取、XRD和SEM对最佳处理固结体固锰除氨机理进行分析。结果表明,通过正交实验和单因素优化实验,当固结体中锰渣、赤泥、粉煤灰、生石灰的质量分数分别为30%、44%、24%、2%时,浸出液中可溶性Mn²⁺质量浓度降至5.23 μg·L⁻¹,固化率达99.99%;NH₄⁺-N质量浓度降至0.70 mg·L⁻¹,去除率达到99.93%,pH=8.86,能够满足《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 最高允许排放浓度和一级标准限值;同时浸出液中Mn²⁺、NH₄⁺-N的质量浓度均满足《锰渣污染控制技术规范》 (HJ 1241-2022) 中锰渣利用污染控制要求,可以作为替代原料用于生产除水泥之外的其它建筑材料产品。赤泥、生石灰为处理体系提供碱度,粉煤灰增加胶凝作用,使得无害化处理效果良好。本研究结果可为大宗固废协同无害化、减量化处理提供参考。     

高碘酸钾分光光度法测定电解锰渣中的Mn（Ⅱ）

实验定量研究了存在Ca2＋、Mg2＋和Fe3＋时,应用高碘酸钾分光光度法测定Mn2＋的准确性,旨在探讨应用该方法准确测定电解锰渣中Mn（Ⅱ）的可行性。结果发现Ca2＋浓度超过320 mg/L时,测定过程中会产生大量絮状乳白色沉淀,对Mn2＋的测定结果产生干扰。经过16 h的自然沉降,干扰被彻底消除。Mg2＋在浓度为0~192 mg/L范围内对Mn2＋浓度的测定不产生干扰。同时,Fe3＋的存在对Mn2＋浓度的测定产生灵敏的干扰,使用掩蔽剂氟化钾可以减少Fe3＋的干扰,但却不能彻底消除Fe3＋的干扰。提出了在电解锰行业中,没有彻底地消除Ca（Ⅱ）或Fe（Ⅲ）的干扰因素前,需要更为精确地测定Mn（Ⅱ）的浓度,不建议使用高碘酸钾分光光度法。     

电解锰渣煅烧时Mn、N元素形态分布与微观结构变化

电解锰行业的发展会产生大量的电解锰渣,易导致严重的环境污染,高温煅烧已成为当前无害化处理电解锰渣的高效方法之一。为探究高温煅烧时电解锰渣中特征污染物的化学形态及物相组成,选取广西某电解锰企业经不同工艺产生的电解碳酸锰渣(EMCR)与电解二氧化锰渣(EMDR),通过其理化特性及Mn、N元素形态分布与微观结构变化分析,研究了不同温度煅烧处理对电解锰渣污染物的影响。结果表明,电解二氧化锰渣中Mn元素的可氧化态与可还原态分布均大于电解碳酸锰渣。当煅烧温度在1 000 ℃以上时,2种电解锰渣中Mn元素基本上以残渣态的形式存在,通过风险评估代码(RAC)结果可知样品处于低风险甚至无风险状态,可进行后续的处理处置。2种电解锰渣中N元素的形态随着温度的升高主要以NO形式为主。通过对煅烧过程中微观结构的变化分析可知,在800 ℃时电解碳酸锰渣中石英相(SiO₂)的衍射峰强度最佳,有利于活性发展,此时的能谱分析结果显示Fe元素占比达到了52.40%,有利于Fe的回收利用,而电解二氧化锰渣的最佳煅烧处理温度显示为1 000 ℃。该研究结果可为2种电解锰渣经煅烧处置后的资源化再利用工作提供有效的数据支撑。     

煤矸石的综合利用现状

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一 ,不仅占用大量农田和土地 ,而且严重污染环境。为了加强对煤矸石利用以使其资源化 ,对我国的煤矸石资源状况、我国煤矸石的综合利用技术研究的现状进行了综述 ,并对煤矸石资源化提出了一些设想。     

乳化液膜体系去除电解锰废水中的Mn2+

采用乳化液膜法处理电解锰废水,考察制乳条件和提取条件对去除效果的影响。研究结果表明最佳制乳条件为:4%(V/V)span-80做表面活性剂,3%二(2-乙基己基)磷酸酯做载体,柴油做膜溶剂,用NaOH调节内水相pH为12,制乳时间为10 min,油内比2∶1;最佳提取条件:外水相pH为6～7、乳水比1∶10、提取时间10 min。制得的乳化液膜对电解锰废水中的Mn2+去除率可高达99.99%,出水Mn2+浓度低于2mg/L,实现水质达标排放。     

硫酸锰废渣的浸出毒性及处理研究

研究了硫酸锰废渣的主要金属元素组成及浸出毒性,并采用锰渣加石灰混合的方法进行无害化处理,研究结果表明,硫酸锰废渣浸出液中Mn、Cd超标,锰渣加石灰混合处理的方法能有效降低废渣的浸出毒性,锰渣与石灰的重量比为25：2最佳.