电解锰渣中可溶性锰固化及氨氮脱除的研究

发布时间：2017-05-03 10:17

  本文关键词：电解锰渣中可溶性锰固化及氨氮脱除的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电解锰行业是我国典型的特色优势战略资源行业,近10年来电解锰行业飞速发展,我国电解锰产量已占世界产量的98%以上。电解锰渣(锰渣)是电解锰行业最大、最危险的污染源,国内将其归为一般工业固体废弃物(Ⅱ类)。电解锰废渣中含有大量的Mn2+、氨氮,其在浸出液中的浓度数十甚至数百倍于国家标准,如果处理不当,给企业周边地区带来严重的生态环境污染隐患。因此本论文对电解锰渣中可溶性锰的固化及氨氮脱除的研究不仅可消除其潜在环境风险,也是可持续发展的有效途径。具体工作如下：本文综合利用X射线荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子光谱(XPS)、浸出毒性分析等测试方法,对某电解锰厂锰渣样品的基本理化特性进行了表征和分析。结果表明：新鲜的锰渣含水率为22-26%,真密度为2.63g·cm-3,电解锰渣的pH值为3-5.5；电解锰渣的主要化学组成为Si02、A1203、Fe203、CaO、MnO、MgO和S03；锰渣浸出毒性分析结果表明：Mn2+浓度浓度高达800-1350 mg·L-1,氨氮浓度高达600-900mg·L-1,其余金属元素均未超过《污水综合排放标准值》(GB8978-1996)；通过锰渣固锰脱氨实验,研究了药剂种类、加入量、两级加入、含水率等条件下对锰渣固锰脱氨的影响。结果显示：当生石灰粉添加量达5.5%及以上时,锰渣中可溶性锰离子低于检出限,对可溶性锰固化效果十分显著；当生石灰粉增加到8%以上时,锰渣浸出液中氨氮含量低于36mmg·L-1,释放率达到94.7%；预处理锰渣增湿到27%含水率对锰渣氨氮脱除率最佳。通过锰渣中氨氮回收实验,实验结果显示：在搅拌过程中,回收氨气的吸收液采用稀硫酸液的回收率比采用水为吸收液的高33.07%；采用两级酸液吸收的回收方式中,一级吸收液回收的氨氮占回收总量的97.33%；采用0.5 m·min-1的截面气体流速获得的氨气回收率最高。氨气的释放主要集中在前期,后期氨气的释放主要是溶解于锰渣水分中的游离氨挥发出来；在强化释放回收氨氮的过程中,截面气体流速为0.65 m·min-1时,氨氮的总释放率为71.47%,从而使锰渣中可溶性锰离子与氨氮不再向环境迁移,实现了电解锰渣的无害化处理。
【关键词】：电解锰渣 可溶性锰 氨氮 固化 回收
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X781.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 引言14-16
• 1 绪论16-24
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 研究目的及意义17
• 1.3 电解锰渣研究进展17-21
• 1.3.1 电解锰渣处理处置技术17-18
• 1.3.2 电解锰渣中锰和氨氮回收18-20
• 1.3.3 电解锰渣资源化利用20-21
• 1.4 研究内容21-24
• 2 锰渣理化特性研究24-36
• 2.1 锰渣理化特性24-29
• 2.1.1 锰渣含水率的测定24
• 2.1.2 锰渣密度及比表面积24-25
• 2.1.3 锰渣pH的测定25
• 2.1.4 锰渣的化学组成分析25
• 2.1.5 锰渣全元素组成25-26
• 2.1.6 锰渣的矿物组成分析26-27
• 2.1.7 锰渣粒径分布27
• 2.1.8 锰渣浸出毒性检测27-29
• 2.2 锰渣固锰脱氨实验29-32
• 2.2.1 实验原料29
• 2.2.2 实验设备29
• 2.2.3 实验流程29-30
• 2.2.4 实验原理30
• 2.2.5 浸出方法30-31
• 2.2.6 分析方法31-32
• 2.3 锰渣中氨氮回收实验32-34
• 2.3.1 实验原料32-33
• 2.3.2 实验设备33
• 2.3.3 锰渣中氨氮回收实验流程33
• 2.3.4 实验原理33
• 2.3.5 氨氮检测方法33
• 2.3.6 浸出方法33-34
• 2.3.7 实验条件34
• 2.4 本章小结34-36
• 3 锰渣固锰脱氨实验36-48
• 3.1 药剂对锰固化及氨氮释放过程的影响36-38
• 3.1.1 生石灰对锰固化及氨氮释放的影响36-38
• 3.1.2 氢氧化钠氨氮释放的影响38
• 3.2 药剂多级加入对氨氮释放的影响38-41
• 3.2.1 4%石灰的两级加入39-40
• 3.2.2 6%石灰的两级加入40-41
• 3.3 锰渣含水率对氨氮释放的影响41-44
• 3.4 搅拌时间和自然放置时间对氨氮脱除的影响44-45
• 3.5 生石灰处理锰渣过程中固锰脱氨机理探讨45-46
• 3.6 本章小结46-48
• 4 锰渣中氨氮回收的研究48-58
• 4.1 吸收方法48-49
• 4.1.1 氨气吸收液的确定48-49
• 4.1.2 两级吸收液回收氨气的效果49
• 4.2 搅拌过程中氨氮回收49-53
• 4.2.1 截面抽气流速对氨氮回收的影响49-50
• 4.2.2 搅拌时间对氨氮回收量的影响50-51
• 4.2.3 放置时间对氨氮回收量的影响51-52
• 4.2.4 搅拌处理锰渣小结52-53
• 4.3 强化释放过程中氨氮回收53-55
• 4.3.1 截面抽气流速对氨氮强化释放的影响53-55
• 4.3.2 强化释放氨氮回收小结55
• 4.4 适合工业化规模的锰渣中氨气释放和吸收工艺建议55-58
• 4.4.1 设计思路55
• 4.4.2 工艺流程建议55-57
• 4.4.3 工艺参数建议57-58
• 5 结论与展望58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 作者简介及读研期间主要科研成果66

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