CN108516589A - 一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法，首先使钛白稀酸与石灰或电石渣初步反应，尽量去除其中的亚铁离子、铁离子、钙离子，中和其中的酸；然后使残余的亚铁离子进一步氧化，形成沉淀并分离；再使滤液中的Mn以沉淀的方式提取出来，并加以回收；最后对最终滤液中的碱进行中和，达标排放。与现有技术相比，本发明工艺简单，原料易购成本低廉，反应过程彻底可控，使废渣或废水中不含有残余的锰，达到了保护环境的目的。
Description
技术领域
本发明涉及废液处理技术领域，具体是一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法。
背景技术
目前硫酸法钛白粉工艺的废酸中，含有大量的锰，该部分锰是从钛白工业的原料钛矿、钛渣中引入的杂质。其含量在0.2%左右。钛白废酸一般采用石灰或电石渣中和，其中的锰会以沉淀或离子的形式存在于中和后的残渣或者滤液中，进入环境，对环境造成危害，尤其是可对地下水造成污染。
公开号为CN102092790A的中国发明专利公开了一种用菱锰矿处理废硫酸制备氢氧化锰联产硫酸钠的方法，其主要技术方案为：充分利用了菱锰矿来处理生产钛白粉所产生的废硫酸，先将菱锰矿粉碎后用盐酸将其所含锰浸提出来，然后用浸体液与生产钛白粉所产生的废硫酸进行反应，最后用硝酸进行综合反应。一方面变废为宝，治理了环境污染的同时，将废硫酸转化成为具有很高经济价值的硫酸锰，另一方面，生产硫酸锰的同时还联产氢氧化锰和硫酸钠。该方法为了处理废酸而使用富含锰元素的菱锰矿来处理，反而进一步增加了环境压力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，探索出一种从钛白废酸中回收锰的新方法，通过控制废酸与石灰或电石渣的中和过程，以化学氧化、沉淀的方法将其中的锰提取出来，使废渣或废水中不含有残余的锰，达到了保护环境的目的。所采取的技术方案是：
一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法，包含如下步骤：
1）将钛白废酸稀释到10%浓度，加入浓度在200-300g/L石灰或者电石渣浆料，逐渐调整体系pH6-9,持续曝气4-8小时，并保持体系pH6-9，过滤，反应过程中，体系pH不能超过9；使钛白稀酸与石灰或电石渣初步反应，尽量去除其中的亚铁离子、铁离子、钙离子，中和其中的酸；
2）将步骤1）过滤得到的滤液，加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或电石渣浆料或NaOH或KOH，调整至7-8.5，并稳定0.5小时；之后继续加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或电石渣浆料或NaOH或KOH调整至7-8.5…如此反复，直到加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液pH不再降低停止；对上述溶液进行过滤；使滤液中残余的亚铁离子进一步氧化，形成沉淀并分离；
3）向步骤2）所得的滤液中加入浓度为200-300g/L的NaOH或KOH溶液，调整pH为9.5-11.5，并稳定0.5小时，过滤得到澄清碱性滤液和含有氢氧化锰的固体；使滤液中的Mn以沉淀的方式提取出来，并加以回收；
4）向步骤3）所得的滤液加入10%-15%浓度的稀硫酸，调整pH至6-9，对最终滤液中的碱进行中和，达标排放。
与现有技术相比，本发明工艺简单，原料易购成本低廉，反应过程彻底可控，使废渣或废水中不含有残余的锰，达到了保护环境的目的。
具体实施方式
1）将钛白废酸稀释到10%浓度，加入浓度在200-300g/L石灰或者电石渣浆料，逐渐调整体系pH6-9,持续曝气4-8小时，并保持体系pH6-9，过滤，反应过程中，体系pH不能超过9。
FeSO4+Ca(OH)2=Fe（OH）2↓+CaSO4↓；
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2（SO4)3+4Fe (OH)3↓；
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe (OH)3；
Fe2（SO4）3+3Ca(OH)2=2Fe（OH）3↓+3CaSO4↓；
H2SO4+Ca(OH)2=2H2O+CaSO4↓。
该反应步骤的作用是，是钛白稀酸与石灰或电石渣初步反应，尽量去除其中的亚铁离子、铁离子、钙离子，中和其中的酸。
2）将步骤a过滤得到的滤液，加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或者电石渣浆料或NaOH\KOH调整至7-8.5，并稳定0.5小时。之后继续加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或者电石渣浆料或NaOH\KOH调整至7-8.5。如此反复，直到加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液pH不再降低停止。对上述溶液进行过滤。
6FeSO4+3NaClO+3H2O=2Fe2（SO4)3+2Fe(OH)3↓+3NaCl；
Fe2（SO4）3 +6H2O =2Fe(OH)3↓+3H2SO4；
FeSO4+Ca(OH)2=Fe（OH）2↓+CaSO4↓；
H2SO4+Ca(OH)2=2H2O+CaSO4↓。
对滤液中残余的亚铁离子进一步氧化，并形成沉淀，并分离。
3）向步骤b所得的滤液中加入浓度为200-300g/L的NaOH或KOH溶液，调整pH为9.5-11.5，并稳定0.5小时，过滤得到澄清碱性滤液和含有氢氧化锰的固体。
MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓+Na2SO4；
Mn2(SO4)3+6NaOH=2Mn(OH)3↓+3Na2SO4；
2Mn(OH)3==Mn(OH)2+MnO2+2H2O；
2Mn(OH)2+ O2==2MnO(OH)2。
将滤液中Mn以沉淀的方式提取出来，并加以回收。
4）向步骤c所得的滤液加入10%-15%浓度的稀硫酸，调整pH至6-9.
对最终滤液中的碱进行中和，达标排放。
Claims (4)
1.一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法，其特征在于，包含如下步骤：
1）将钛白废酸稀释到10%浓度，加入浓度在200-300g/L石灰或者电石渣浆料，逐渐调整体系pH6-9,持续曝气4-8小时，并保持体系pH6-9，过滤，反应过程中，体系pH不能超过9；使钛白稀酸与石灰或电石渣初步反应，尽量去除其中的亚铁离子、铁离子、钙离子，中和其中的酸；
2）将步骤1）过滤得到的滤液，加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或电石渣浆料或NaOH或KOH，调整至7-8.5，并稳定0.5小时；之后继续加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液至pH降低到4-5，加入浓度在200-300g/L石灰或电石渣浆料或NaOH或KOH调整至7-8.5…如此反复，直到加入质量浓度在10%-15%的次氯酸钠溶液pH不再降低停止；对上述溶液进行过滤；使滤液中残余的亚铁离子进一步氧化，形成沉淀并分离；
3）向步骤2）所得的滤液中加入浓度为200-300g/L的NaOH或KOH溶液，调整pH为9.5-11.5，并稳定0.5小时，过滤得到澄清碱性滤液和含有氢氧化锰的固体；使滤液中的Mn以沉淀的方式提取出来，并加以回收；
4）向步骤3）所得的滤液加入10%-15%浓度的稀硫酸，调整pH至6-9，对最终滤液中的碱进行中和，达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种钛白粉废酸处理过程中回收氢氧化锰的方法，其特征在于，所述步骤1）中产生的化学反应有：
FeSO4+Ca(OH)2=Fe（OH）2↓+CaSO4↓；
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2（SO4)3+4Fe (OH)3↓；
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe (OH)3；
Fe2（SO4）3+3Ca(OH)2=2Fe（OH）3↓+3CaSO4↓；
H2SO4+Ca(OH)2=2H2O+CaSO4↓。
3.根据权利要求1所述的一种钛白粉废酸处理过程中回收锰的方法，其特征在于，所述步骤2）中产生的化学反应有：
6FeSO4+3NaClO+3H2O=2Fe2（SO4)3+2Fe(OH)3↓+3NaCl；
Fe2（SO4）3 +6H2O =2Fe(OH)3↓+3H2SO4；
FeSO4+Ca(OH)2=Fe（OH）2↓+CaSO4↓；
H2SO4+Ca(OH)2=2H2O+CaSO4↓。
4.根据权利要求1所述的一种钛白粉废酸处理过程中回收锰的方法，其特征在于，所述步骤3）中产生的化学反应有：
MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓+Na2SO4；
Mn2(SO4)3+6NaOH=2Mn(OH)3↓+3Na2SO4；
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