[发明专利]一种电场强化电解锰渣无害化处理的方法

说明书

本发明公开了一种电场强化电解锰渣无害化处理的方法，其特点在于首先将电解锰渣与水按照一定比例进行充分混合，得到混合矿浆；随后采用碱性物料调节矿浆体系pH，向矿浆体系曝气一段时间后，进行固液分离，滤渣可进行资源化利用，溢出气体采用稀硫酸进行吸收；最后向滤液中添加次氯酸钠和电场，充分反应一段时间后进行固液分离，滤液用于下一批电解锰渣浸出。与现有技术相比较，本发明具有无害化彻底、流程简单、锰和氨氮去除率高、副产物少等优点。

技术领域

本发明涉及固体废物无害化处理领域，是一种电场强化电解锰渣无害化处理的方法。

背景技术

电解锰渣是电解法生产金属锰的过程中经酸浸、中和、压滤工序后产生的酸性残渣。由于历史与技术原因，目前我国电解锰渣现多为露天堆存排放，电解锰渣在堆存过程中被雨水冲刷或自然渗透，形成了大量的渗滤液，渗滤液中含有高浓度的锰（1000~3000 mg/L）和氨氮（500~2000 mg/L），这些污染物一旦进入环境将严重威胁周边生态环境。

至今，国内外学者对电解锰渣的无害化处理开展了大量的研究工作，其中主要包括硫酸回浸法、生物还原浸取法、逆流洗涤法、清水洗涤—铵盐沉淀法等方法。陶金晶等人提出了一种电解锰渣渗滤液无害化处理的方法（申请号：201610528699.8），该方法对环境的二次污染小，操作简单，但反应效率仍有待提高。曹兴提出的一种电解锰渣无害化处理方法（申请号：201811585423.9），该方法经济效益高，对环境的二次污染小，但对电解锰渣中氨氮和锰没有进行预处理，影响电解锰渣后续资源化利用。王毅提出的一种处理电解锰渣无害化的方法（申请号：201710916632.6），该方法处理效果好，对环境污染小，处理后的锰渣能够直接用于农业。

次氯酸钠是一种碱性强氧化剂，它能够将锰离子氧化形成锰氧化物沉淀，相关反应原理为H₂O+Mn²⁺+ClO^-→MnO₂+Cl^-+2H⁺；此外次氯酸钠能够氧化去除氨氮，其主要反应原理为3ClO^-+2NH₄⁺→N₂+3Cl^-+H₂O+2H⁺。添加次氯酸钠可加快反应速率，缩短处理的时间，且处理效果显著，极大地提高了锰和氨氮的去除效率。然而添加过量的次氯酸钠，废水中将残留大量的硝酸盐，亚硝酸盐、残余氯以及游离氯等副产物，造成严重的二次污染。

DSA电极是当今电催化氧化反应的重点，Ti基氧化铅、氧化铱、锡锑氧化物等电极是目前有研究价值的DSA电极。本专利将Ti/RuO₂-IrO₂电极作为阳极，Cu极板主要将硝酸根还原成氨氮，氨氮再被次氯酸钠氧化形成氮气去除。在水溶液中，NH₄⁺-N可以通过直接或间接的方式氧化。直接氧化是指NH₄⁺被吸附到阳极表面被直接氧化形成N₂；间接氧化是指在氯离子存在下，Cl^-被氧化成ClO^-或HClO等氧化物，再氧化去除氨氮。

目前电解锰渣的无害化处理研究，仍存在处理能力低、锰和氨氮处理不彻底、处理后副产物多等问题。因此，寻找一种处理能力高、副产物少、成本低且符合可持续发展的方法是当务之急。

发明内容

本发明首先利用碱性物料将电解锰渣渗滤液中的高浓度氨氮和锰去除，降低了后端电场强化渗滤液废水中锰和氨氮去除的成本。此外，本发明采用DSA材料为阳极板，铜板为阴极板，其拥有优良的电催化氧化能力，能够进一步协同次氯酸根强化渗滤液中锰和氨氮的高效去除。

一种电场强化电解锰渣无害化处理的方法，该方法步骤如下：

（1）将电解锰渣与水按照一定质量比进行均匀混合，得到矿浆体系1#；其中电解锰渣与水按照质量比=1：5~10混合；