申请日2011.05.27
公开(公告)日2011.11.16
IPC分类号C02F9/04
摘要
一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其具体工艺过程的特征是，以氟化物为沉淀剂，通过干粉加料的形式与原含锰废水混合，充分反应后生成沉淀，沉淀物浆液通过板框压滤机进行压滤。反应后清液过滤后进入后续处理工艺。其工艺设备包括沉淀剂料仓、干粉给料机、反应池、沉淀池、清液池、超滤系统、板框压滤机，在反应池设有搅拌器，设备间连接有管道和泵。优点：适用于各种离子浓度的含锰废水处理，且适用pH值范围广;具有高钙、镁离子去除率，通过调节添加量，去除率可达到100%;能够在保证锰离子损失率小于0.2%的前提下，有效去除原含锰废水中钙、镁离子，达到分离钙、镁离子的目的。本发明适用于在电解锰生产废水中分离钙、镁的工艺。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，包括投加沉淀剂，搅拌反应，沉淀，过 滤，其特征在于包括如下步骤：
(1)选用氟化物为沉淀剂，根据原水样中钙、镁离子浓度，将用量系数为1.0～1.05的 沉淀剂.加入到原含锰废水中，在反应池中搅拌1小时后，静置0.5～1.5小时，进入沉淀池。
(2)在沉淀池中，经过沉淀后，形成的氟化钙、氟化镁沉淀混合物由渣浆泵泵入板框 压滤机，其中浆液固体含量为20～30%，经压滤后，形成的沉淀物滤饼进行回收处理，滤 液回到反应池中，继续循环。
(3)沉淀池中上清液溢流进入清液池，由清液泵打入到超滤系统，在超滤系统中，在 清液中没有沉淀下去的氟化物颗粒被过滤掉，含有氟化物颗粒的浓液与沉淀池中的沉淀物 浆液一同进入到板框压滤机中进行压滤处理。
2.如权利要求1所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其特征在于，步 骤(1)中氟化物沉淀剂为NaF，NH4F，KF，MnF2试剂中一种或混合物。
3.如权利要求1所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其特征在于，步 骤(1)中原含锰废水pH值控制条件为5～9。
4.如权利要求1所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其工艺设备特征 包括沉淀剂料仓、干粉给料机、反应池、沉淀池、清液池、超滤系统、板框压滤机，在反 应池设有搅拌器，设备之间连接有管道和泵。
5.如权利要求4所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其工艺设备特征 中的超滤系统以超滤膜组件为主体，设有支架、调节阀及反冲洗管道。
说明书 [支持框选翻译]
一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种分离锰矿尾矿所产生废水中钙、镁离子 的工艺方法。
背景技术
在锰矿区，矿渣堆厂会有大量废水产生，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、镁离子，在处理过 程中会影响后续工艺中所用纳滤膜的效率和寿命，同时还会对电解锰生产工艺造成影响。
根据钙、镁氟化物浓度积常数小，且远小于氟化锰浓度积常数，可用氟化物对钙、镁 离子进行沉淀去除，通过严格控制工艺参数，可实现含锰废水中钙、镁离子的分离，且锰 离子损失率小于0.2%。
公开号为CN 101215008A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。公开号为CN 100552061C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。
发明内容
本发明提出一种去除含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，通过加入氟化物试剂，能够 实现高钙、镁离子去除率，同时锰离子损失率小于0.2%。
本发明一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法的技术方案是，采用化学沉淀法， 在溶液中加入氟化物引入氟离子，产生氟化钙、氟化镁沉淀，进行固液分离，进而将溶液 中Ca2+、Mg2+离子去除。其具体工艺过程包括如下步骤：
(1)选用氟化物为沉淀剂，以NaF为沉淀剂，根据原水样中钙、镁离子浓度，将用量 系数(实际氟化钠添加量与理论完全沉淀钙、镁离子所需氟化钠量的比值)为1.0～1.05的 NaF沉淀剂.通过干粉加料的形式加入到原含锰废水中，在反应池中搅拌1小时后，静置 0.5～1.5小时，进入沉淀池。其中，主要反应为：
Ca2++2F-=CaF2↓ Ksp=3.7×10-11
Mg2++2F-=MgF2↓ Ksp=6.5×10-9
副反应：
Mn2++2F-=MnF2↓ Ksp=5.9×10-3
(2)在沉淀池中，经过沉淀后，形成的氟化钙、氟化镁等沉淀混合物由渣浆泵泵入板 框压滤机，其中浆液固体含量为20～30%，经压滤后，形成的沉淀物滤饼可进行回收处理， 滤液回到反应池中，继续循环。
(3)沉淀池中上清液溢流进入清液池，由清液泵打入到超滤系统，在超滤系统中，在 清液中没有沉淀下去的氟化物颗粒被过滤掉，过滤液进入后续电解锰生产系统中，含有氟 化物颗粒的浓液与沉淀池中的沉淀物浆液一同进入到板框压滤机中进行压滤处理。
如上所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其氟化物沉淀剂为NaF， NH4F，KF，MnF2试剂中一种或混合物。
如上所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其原含锰废水pH值控制条 件为5～9。
如上所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其Ksp是指溶度积常数，表 示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积。
如上所述的一种分离含锰废水中钙、镁离子的工艺方法，其工艺设备包括沉淀剂料仓、 干粉给料机、反应池、沉淀池、清液池、超滤系统、板框压滤机，在反应池设有搅拌器，设 备间连接有管道和泵。其超滤系统以超滤膜组件为主体，设有支架、调节阀及反冲洗管道。
本发明具有如下优点：本发明所提工艺能够实现钙、镁离子的分离，流程简单，占地 面积小;本发明适用于各种离子浓度的含锰废水处理，且适用pH值范围广：5-9;本发明 所提工艺具有高钙、镁离子去除率，通过调节添加量，去除率可达到100%;本发明所用 试剂价格低廉，适用于工程应用。本发明适用于含锰废水资源化利用过程中分离钙、镁离 子的工艺。
