本發明涉及環保,尤其涉及錳渣場滲濾液資源化處理工藝。
背景技術:
1、錳資源是重要的戰略礦產之一,在鋼鐵生產、有色金屬合金、航空航天、電子技術、新能源材料等領域被廣泛應用。錳渣場是錳行業填埋處置錳渣的主要場所,也是錳行業環境污染的最主要污染源之一。錳渣在渣場填埋期間會持續產生滲濾液,滲濾液中含有高濃度錳、氨氮、鎂等離子,如不收集處理會嚴重污染周邊土壤、水體。
2、專利申請cn?109851084?a公開了一種降低含錳廢水中氨氮、鈣、鎂離子含量的資源化處理方法,包括:用石灰將溫度為35℃-95℃的含錳廢水的ph值調節至9.0-10.5;在攪拌條件下,向含錳廢水中緩慢加入mn(h2po4)2·2h2o,固液分離得到鳥糞石沉淀mgnh4po4·6h2o和第一過濾液;向第一過濾液中加入mnso4,攪拌,固液分離得到第二過濾液;第二過濾液經過沸石、麥飯石、煤渣、蛭石等吸附物質吸附振蕩,得到第三過濾液;第三過濾液經濃縮、結晶、洗滌、干燥后,獲得低含量氨氮、鈣、鎂離子的硫酸錳固體。該方法可以獲得鳥糞石沉淀mgnh4po4·6h2o和硫酸錳固體,回收廢水中錳、氨資源,但其所用mn(h2po4)2·2h2o藥劑不易獲得,且處理后的廢水仍需進一步處理。
3、專利申請cn?116332436?a公開了一種含錳廢水處理方法,含錳廢水經過預氧化后,加入除錳藥劑,經配合反應、中和反應、絮凝反應、固液分離的過程,去除含錳廢水中的錳離子。該方法工序多,流程長,產渣量大,且渣中錳含量低,不利于再利用。
4、專利申請cn?107522324?a公開了一種電解錳生產廢水中錳回收及廢水、廢氣綜合處理的工藝,包括含鉻廢水及拋光廢水、錳回收處理、硫酸根處理,其中錳回收處理流程為先向匯總廢水中加入氫氧化鈉,調節ph至7-8,后加入化學反應量的1.5倍碳酸氫銨沉淀其中mn2+,生成碳酸錳,沉淀分離后碳酸錳渣進入生產系統回用,廢水處理達到生產用水水質要求后返回生產系統使用。該方法因為使用碳酸氫銨會加重廢水后續氨處理負荷,同時沉淀物為錳、鎂、鈣的混合物,返回生產系統回用會破壞生態系統鹽平衡,影響生產系統穩定性。此外,針對很多生產企業已關停退出的遺留錳渣場,處理后的廢水已無生產系統可接納,仍需進一步處理。
5、綜上,已有錳渣場滲濾液處理方法中存在藥劑不易得、副產物錳含量低不易利用、處理后的廢水仍需進一步處理等問題。
技術實現思路
1、本發明人研究發現,對于錳渣場滲濾液,通過分步添加碳酸鹽溶液、無極堿溶液、碳酸鹽溶液、石灰乳液和碳酸鹽溶液,分別沉淀得到碳酸錳、二氧化錳、碳酸鎂、石膏和鈣鎂碳酸鹽,再向濾液中加入硫酸或硝酸得到氮肥水,用作渣場庫面綠化用肥水而無需排放,最大限度實現了錳渣場滲濾液資源化處理利用,從而完成本發明。
2、本發明的目的在于提供一種錳渣場滲濾液資源化處理工藝,包括以下步驟:
3、(1)在攪拌下,向錳渣場滲濾液中勻速加入碳酸鈉溶液,直至反應溶液ph達8.5-9.0,過濾,收集碳酸鎂沉淀和過濾液一;
4、(2)向過濾液一中加入氫氧化鈉溶液,控制溶液ph穩定在8.7-9.0,曝氣反應,過濾,得到二氧化錳沉淀和過濾液二;
5、(3)向過濾液二中一次性加入碳酸鈉溶液,其中碳酸鈉量為錳渣場滲濾液中鎂化學反應當量的1.0-1.2倍,沉降過濾,收集碳酸鎂沉淀和過濾液三;
6、(4)向過濾液三中加入石灰乳液,其中鈣的量為錳渣場滲濾液中so42-化學反應當量的0.9-1.0倍,過濾,得到石膏沉淀和過濾液四;
7、(5)在攪拌下,向過濾液四中緩慢加入碳酸鈉溶液,直至反應溶液ph≥11,過濾,得到鈣鎂碳酸鹽和過濾液五;
8、(6)向過濾液五加入硫酸或硝酸,調節ph為6-9,得到氮肥水。
9、本發明要處理的錳渣場滲濾液,ph=5-7,錳離子含量800-1500mg/l,鎂離子含量400-800mg/l,nh4+含量600-1000mg/l。
10、在優選的實施方式中,步驟(1)中,所用碳酸鈉溶液質量濃度為10%-20%,更優選為約10%,攪拌速率為15-30r/min,更優選為約15r/min,以便反應均勻進行,反應體系溶液均一。
11、在步驟(1)中,當反應體系溶液ph達8.5-9.0時,碳酸錳能有效沉淀,過濾液一中錳濃度降至50mg/l以下,且鈣鎂離子等不沉淀,便于充分資源化利用。
12、此時,盡快進行過濾,分離碳酸錳沉淀和過濾液一。研究發現,以碳酸錳形式析出的錳離子可達錳渣場滲濾液中錳離子總量的43%以上,所得碳酸錳可作為工業原料出售,資源化利用度高。
13、在優選的實施方式中,步驟(2)中,通過緩慢加入氫氧化鈉溶液控制溶液ph穩定在8.7-9.0,并爆氣進行反應,反應時間優選20-40min,更優選約20min,此時過濾液一中的錳以二氧化錳形式沉淀析出,濾液二中錳離子濃度降至5.0mg/l以下,使得錳充分進一步析出。
14、研究發現,以二氧化錳形式析出的錳離子占錳渣場滲濾液中錳離子總量的39%以上,二氧化錳可作為工業原料出售,資源化利用度高。
15、在優選的實施方式中,步驟(3)中,通過加入鎂離子化學當量1.0-1.2倍的碳酸鈉,并攪拌充分反應,如20-60min,和充分沉降,如4-6h,使得碳酸鎂充分析出,錳離子也會進一步析出,此時過濾液三中錳離子濃度降低至2.0mg/l以下,鎂離子濃度降低至20.0mg/l以下。
16、研究發現,以碳酸鎂形式析出的沉淀副產品,其中鎂離子占占錳渣場滲濾液中鎂離子總量的25%以上,其中摻雜極其少量碳酸錳,該碳酸鎂副產品可作為工業原料出售,資源化利用度高。
17、在優選的實施方式中,步驟(4)中,加入石灰乳后,繼續攪拌反應,至少2h以上,如2-3h,使得石膏充分沉淀析出。
18、研究發現,步驟(4)中所得石膏,caso4·2h2o的含量高達90%以上,可直接作為工業原料出售。
19、在優選的實施方式中,步驟(5)中,加入碳酸鈉,控制反應液ph≥11,優選約11.5-12.0,可使得溶液中的鈣鎂反應沉淀析出,進一步地,為促進鈣鎂充分反應,繼續攪拌至少4h以上,如4-6h。
20、步驟(5)中所得鈣鎂碳酸鹽作為固體廢棄物排出。
21、在優選的實施方式中,步驟(6)中,通過加入稀硫酸或稀硝酸調節ph為6-9,優選約7,得到氮肥水。
22、該氮肥水水質好,可以直接用做錳渣場現場綠化用廢水,無需排放,最大限度實現資源化利用。
23、進一步地,本發明工藝還包括步驟(7)氮肥水澆灌利用:將步驟(6)所得氮肥水用作錳渣場庫面綠化用肥水,單次施用量480m3/ha,每次施用間隔7天,綠化植物生長良好。
24、本發明具有以下優點:
25、(1)本發明通過分步處理回收錳渣場滲濾液中的錳離子、鎂離子、so42-,形成可利用/銷售副產品,最后尾水作為錳渣場庫面綠化用肥水,最大限度實現了錳渣場滲濾液資源化處理利用;
26、(2)本發明處理后尾水作為錳渣場庫面綠化用肥水,水質良好,無需依賴生產工藝回用,或進行達標處理,適用范圍廣;
27、(3)本發明所用物料價格低廉,工藝條件易于控制操作,除了步驟(5)中所得鈣鎂碳酸鹽為固體廢棄物,幾乎沒有其他廢棄物,環保效果顯著。