树脂吸附法处理含锰废水的中试

董雄文

(湖北长阳宏信实业集团有限公司，湖北长阳 443500)

0 前言

高选择性离子交换树脂已经成功地应用于重金属分离提纯和重金属废水处理，能够从多种金属离子混合液中有选择性的分离、提取出单一的金属离子[1-2]。处理后的溶液中锰的残留量低，可以一次性达到国家工业废水污染物综合排放标准的一级标准。

电解金属锰(以下简称：电解锰)生产过程中，通常会产生大量的浸出渣(一般每生产1 t金属锰产生5 t以上)。为保持生产工艺中的水平衡，浸取合格后经一次粗压滤产生的浸出渣，不再经过水洗，直接堆至渣库贮存。渣库浸出渣中含有的电解液(一般浸出渣含水量为20%～28%，其成分主要有硫酸锰、硫酸铵和硫酸镁)，在雨水季节，随雨水浸出、冲稀，汇集成渣库渗滤液。电解锰生产车间内产生的含锰废水，如洗布水、冲洗车间地面水、洗板水、车间内收集的废水以及管道、阀门、泵的含锰泄漏液，含有可用的硫酸锰、硫酸铵等物质。

由于高含量的铵、锰等污染物的存在，未经处理不得往外排放，一般生产过程中均须进入废水处理站进行处理，锰经碱沉淀后回收利用，氨氮采用曝气方式进行吹脱，处理后的水直接排放或用作补充生产用水[3]。

由于废水中铵、锰等污染物含量高、不稳定，经常处理不彻底，循环利用后将对环境造成较大的污染，无法达到环保要求。《电解锰行业污染防治技术政策》要求“2013年之前，生产企业应逐步淘汰以铁屑还原法和石灰中和法为主的废水处理工艺”。因此要从根本上解决电解锰生产造成的环境污染问题，须开发一种简便、成本低的工艺方法来处理渣库渗滤液和车间含锰废水，解决废水循环利用问题。经过调查试验，本文确定了一种利用离子交换树脂的特性，有选择性的吸附和分离锰离子的方法，并进行了中试。

1 试验原理及过程

吸附：含锰溶液流过 NH4+型离子交换柱，Mn2+被树脂吸附下来。

2(R-NH4)+Mn2+=(R2-Mn)+2NH+4

脱附：树脂饱和后，用稀硫酸淋洗，Mn2+从树脂洗脱，得到酸性的硫酸锰溶液，树脂转化为 H型。截取浓度较高的部分硫酸锰溶液(M n2+含量11～42 g/L，平均浓度大于26 g/L)，送至化合工序使用。

(R2-Mn)+2H+=2(R-H)+Mn2+

再生：用稀氨水淋洗树脂，树脂转化为 NH+4型，继续吸附过程，而部分溶液中的氨可以完全被树脂吸附达到排放标准。稀氨水可以由液氨和渗滤液冲稀配制而成。

R-H+NH3=R-NH4

R-H+NaOH=R-Na+H2O

工艺流程见图1。

2 试验结果

试验结果表明：在控制适当的操作条件下，渗滤液通过树脂吸附后，Mn可以被完全吸附并转化硫酸锰；在脱附后，得到的溶液锰含量达到26 g/L左右；在再生后，再生液可以转化成纯水。通过调整工艺条件，可以净化渗滤液和车间含锰废水，使之符合排放标准。各次实验结果列于表1。

图1 工艺流程

表1 树脂吸附脱附试验数据

3 技术经济分析

根据试验结果，对其经济指标进行了核算，结果列于表2。

表2 经济指标核算表

表2计算结果表明：使用液碱或固碱作再生剂，其成本已略高于当前锰粉市场价格对应的成本，不具备明显的经济性。而使用液氨作再生剂，回收成本大大降低，对应锰粉价格为430元/t，加之环保效果显著，经济上是切实可行的。如果通过进一步的试验，能够使用石灰粉再生回收氨，则能进一步降低成本，其对应的锰粉价格为290元/t，其经济效益相当显著。

4 结论

1)采用树脂吸附法处理含锰废水，可使锰含量达到排放标准。

2)选择适当的再生方法，可使废水中锰回收的成本低于目前锰矿直接生产电解锰的成本。采用树脂吸附法处理含锰废水，具有一定的经济效益。

[2]徐婷婷，杨敏，于旭青，等.离子交换技术在电解锰工业废水处理中的应用[J].污染防治技术，2009，22(3)：62-64.

[3]谌永红，李伟明，刘航.含铬、锰酸性废水处理技术探讨[J].环境科学动态，2004(1)：18-20.