膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究
发布时间：2021-07-21 19:59
随着钢铁工业的发展,我国对锰资源的需求量逐年增大,在锰矿开采和电解制备过程中,受到现有工艺的制约常常会产生大量高浓度含锰废液。目前我国大多数电解锰企业对电解废液中锰离子的处理是以锰渣形式析出,不仅容易造成二次污染还严重浪费锰资源。因此对高浓度电解废液的处理和资源化回收利用成为锰生产行业亟待解决的问题。本研究基于离子膜电解法高效率、低能耗、经济环保等特点,将现有的单膜电解法进行改进,提出一种双膜三室同槽电解工艺。该工艺在处理高浓度含锰废液的同时回收金属锰和微粒电解二氧化锰两种锰产品,实现对锰资源的高效回收利用,同时通过中隔室两侧离子交换膜的选择透过性回收硫酸,回收的硫酸用于前期锰矿酸浸过程,减少废酸对环境造成的污染。实验分为三部分,第一部分通过单因素控制实验选用均相离子交换膜（TRJM-10W）和钛基二氧化铅涂层阳极作为最佳实验材料,并确定Mn2+浓度、电流密度、温度、极间距、阴极液（NH4）2SO4浓度、阳极液H2SO4浓度、中隔室初始H2SO4浓度等因素对电沉积效果的影响,结合多因素正交探究各因素对电流效率、酸回收率的影响程度,综合电流效率、能耗、酸回收率和产品质量等指标确定最佳工艺...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锰矿采选主要生产工艺及废水排放节点
膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究-2-图1.1锰矿采选主要生产工艺及废水排放节点图1.2电解锰过程产生废水节点图1.1.2含锰废水的特征及危害电解锰企业会对产生的含锰废水进行简单的沉淀处理，再经十多次的循环利用后，待污染物浓度积累到较高浓度时进行集中排放。因此电解锰产生的含锰废水具有水量大、水质变化幅度大、重金属浓度高且成分复杂等特点。电解结束后阴极板出槽挟带的电解液(NH4)2SO4含量高于90g/L，Mn2+在15g/L左右，钝化后的极板挟带重铬酸钾钝化液含量在3%左右。因此电解锰废水中以Cr6+、Mn2+、NH3-N为主要污染物，此外还会有少量的钙、镁等离子。
兰州交通大学工程硕士学位论文-9-SOH4OFeOH4)(SOFeFeSO234244243（1.2）SOHMeOOHMeSO2442（1.3）（3）用二氧化锰作氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，经水解沉淀后除去铁离子：4MnO2OH2Fe2MnFeH23222（1.4）H3Fe(OH)OH3Fe323（1.5）（4）在除铁过滤液中加入硫化剂去除其他重金属杂质离子：RSORSMeSOMeS44（1.6）净化后的电解液再经电解—钝化—剥离等工序得到成品电解金属锰。如图1.3所示为我国电解金属锰工艺流程图。图1.3我国电解金属锰工艺流程图氯化锰电解液与硫酸锰相比具有导电能力强、电流效率高、产品纯度高和电能消耗
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用铝阴极从硫酸锰溶液中电沉积金属锰[J]. 杨凡,蒋良兴,于枭影,杨健,赖延清,吕晓军,李劼. 中国有色金属学报. 2018(12)
[2]阴离子交换膜无硒电解金属锰工艺及工业可行性探索[J]. 郑凡,黄炳行,闭伟宁,朱华. 中国锰业. 2016(05)
[3]离子膜电解法电沉积回收硫酸镍体系中金属镍的实验研究[J]. 李韬,王三反,周键. 材料导报. 2016(S2)
[4]双膜三室电解槽中电沉积钴的离子传输[J]. 周键,王三反,宋小三,张学敏. 中国有色金属学报. 2016(11)
[5]钛基二氧化铅电极的制备及其改性的研究进展[J]. 李晓良,徐浩,延卫,邵丹. 电镀与涂饰. 2016(07)
[6]地下水除铁除锰技术与应用的研究进展[J]. 唐朝春,叶鑫,陈惠民,段先月. 华东交通大学学报. 2016(01)
[7]pH值对滤池处理高浓度铁、锰及氨氮地下水的影响[J]. 陈天意,陈志和,金树峰,李洪生,李圭白,梁恒. 中国给水排水. 2015(23)
[8]电解法制备微粒电解二氧化锰研究[J]. 陈海清,牛莎莎,王志兴,蒋光辉. 湖南有色金属. 2015(03)
[9]高锰酸钾除锰方法在水厂生产中的运用[J]. 沈志余,江锐,王颖,金晓琴,胡媛婕,骆冬怡. 供水技术. 2014(04)
[10]用离子膜电解槽无硒电沉积金属锰[J]. 冯雅丽,杜云龙,李辉,周宇照,王维大. 湿法冶金. 2014(03)
硕士论文
[1]电解锰废水氨氮处理研究[D]. 邱江.重庆大学 2015
[2]离子膜金属电积生产回收技术及中试研究[D]. 张昊.兰州交通大学 2015
[3]预氧化技术强化混凝去除饮用水中Fe（Ⅱ）Mn（Ⅱ）的研究[D]. 周迪.湖南大学 2014
[4]电化学氧化处理高盐活性染料废水研究[D]. 杨丽娟.北京化工大学 2013
[5]锰电解沉积工艺及新型阳极研究[D]. 杨文翠.中南大学 2013
[6]废铁屑还原浸出软锰矿制备硫酸锰及其电解工艺研究[D]. 蔡振勇.湖南科技大学 2012
[7]从锰阳极渣制备微粒电解二氧化锰及锰酸锂的研究[D]. 牛莎莎.中南大学 2012
[8]电解锰生产废水全过程控制技术研究[D]. 高小娟.中国环境科学研究院 2012
[9]在氯盐介质中同槽电解MnO2和Mn[D]. 陈海燕.重庆大学 2011
[10]离子膜电解同时制备金属锰与二氧化锰[D]. 杜杰.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3295676
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锰矿采选主要生产工艺及废水排放节点
膜电解法电沉积废水中锰的控制参数及机理研究-2-图1.1锰矿采选主要生产工艺及废水排放节点图1.2电解锰过程产生废水节点图1.1.2含锰废水的特征及危害电解锰企业会对产生的含锰废水进行简单的沉淀处理，再经十多次的循环利用后，待污染物浓度积累到较高浓度时进行集中排放。因此电解锰产生的含锰废水具有水量大、水质变化幅度大、重金属浓度高且成分复杂等特点。电解结束后阴极板出槽挟带的电解液(NH4)2SO4含量高于90g/L，Mn2+在15g/L左右，钝化后的极板挟带重铬酸钾钝化液含量在3%左右。因此电解锰废水中以Cr6+、Mn2+、NH3-N为主要污染物，此外还会有少量的钙、镁等离子。
兰州交通大学工程硕士学位论文-9-SOH4OFeOH4)(SOFeFeSO234244243（1.2）SOHMeOOHMeSO2442（1.3）（3）用二氧化锰作氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，经水解沉淀后除去铁离子：4MnO2OH2Fe2MnFeH23222（1.4）H3Fe(OH)OH3Fe323（1.5）（4）在除铁过滤液中加入硫化剂去除其他重金属杂质离子：RSORSMeSOMeS44（1.6）净化后的电解液再经电解—钝化—剥离等工序得到成品电解金属锰。如图1.3所示为我国电解金属锰工艺流程图。图1.3我国电解金属锰工艺流程图氯化锰电解液与硫酸锰相比具有导电能力强、电流效率高、产品纯度高和电能消耗
【参考文献】：
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[3]离子膜电解法电沉积回收硫酸镍体系中金属镍的实验研究[J]. 李韬,王三反,周键. 材料导报. 2016(S2)
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[10]用离子膜电解槽无硒电沉积金属锰[J]. 冯雅丽,杜云龙,李辉,周宇照,王维大. 湿法冶金. 2014(03)
硕士论文
[1]电解锰废水氨氮处理研究[D]. 邱江.重庆大学 2015
[2]离子膜金属电积生产回收技术及中试研究[D]. 张昊.兰州交通大学 2015
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[4]电化学氧化处理高盐活性染料废水研究[D]. 杨丽娟.北京化工大学 2013
[5]锰电解沉积工艺及新型阳极研究[D]. 杨文翠.中南大学 2013
[6]废铁屑还原浸出软锰矿制备硫酸锰及其电解工艺研究[D]. 蔡振勇.湖南科技大学 2012
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[8]电解锰生产废水全过程控制技术研究[D]. 高小娟.中国环境科学研究院 2012
[9]在氯盐介质中同槽电解MnO2和Mn[D]. 陈海燕.重庆大学 2011
[10]离子膜电解同时制备金属锰与二氧化锰[D]. 杜杰.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3295676
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