四氧化三锰是出产软磁铁氧体的首要原材料，其制成的锰锌铁氧体广泛应用于电子、电器、电力、信息等工业。自20世纪90年代中期开端进入工业出产以来，通过十余年的开展，我国四氧化三锰的出产值和规划均居国际首位，到2005年年末全国产值已到达7万余吨。四氧化三锰的制备办法现在首要选用金属锰粉悬浮液法，每吨四氧化三锰用水量5～20 t，废水中含锰离子(100～600)×10-6，远大于国家污水排放标准所规则的2×10-6，假如直接排放将对环境构成损害。本研讨对四氧化三锰废水进行了处理，经处理后废水中锰离子到达国家污水排放标准GB8978－1996，收回的锰离子通过除杂后能够再制成高纯四氧化三锰，在工业出产中能够获得较好的经济效益和社会效益。
一、试剂及仪器
(一)试剂。、、氯化、碳酸（氢）钠、絮凝剂等。
(二)仪器。反响釜、拌和槽、真空过滤机、空气压缩机等。
二、实验原理与流程
四氧化三锰出产排放的废水中首要含锰、钙、镁、钠、氯、硅等离子，其间锰离子对环境有害，但经收回后具有经济价值。其他离子影响软磁铁氧体功能，需求别离处理。用化学二氧化锰作过滤层除掉微量悬浮物及H2SiO3胶体，参加生成钙、镁沉积过滤除掉钙、镁离子。收回锰离子有两种办法：一是氢氧化锰转化法（图1），即用或或其混合物将锰离子沉积为氢氧化锰，参加氯化铵作催化剂，然后通空气氧化生成四氧化三锰；二是碳酸锰转化法，即用碳酸钠或碳酸氢钠沉积锰离子生成碳酸锰，然后高温焙烧生成四氧化三锰。其反响式为：
图1 氢氧化锰转化法实验流程
三、实验进程
取出产排放的废水进行水质成分分析，将废水匀速通过由化学二氧化锰组成的过滤层。在拌和的条件下参加适量的，静置、陈化必定时刻，用压滤机过滤去除钙、镁沉积物，在清液中参加、、碳酸钠、碳酸氢钠或其间的组合，别离实验参加量、参加次序、拌和强度、沉积温度、絮凝剂品种等条件。将得到的氢氧化锰或碳酸锰沉积陈化必定时刻，过滤除掉大部分杂质，将氢氧化锰沉积物配成必定浓度，参加氯化铵作为催化剂，通人空气氧化生成四氧化三锰，参加络合剂除掉少数杂质，终究烘干、破坏得到产品；或将碳酸锰沉积在1050℃氧化焙烧生成四氧化三锰。废水水质成分分析成果见表1 。
表1 车间排放废水水质成分分析成果×10-6
成分
Mn2+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SiO2
Na+
SO2-4
含量
386
20
35
400
24
7
120
四、实验成果及分析
（一）氢氧化锰转化法
将锰离子转化为氢氧化锰再氧化生成四氧化三锰办法中，关键在于怎么将废水中锰离子沉积彻底以到达国家规则的排放标准，以及怎么避免将废水中的其他杂质带人产品中。经实验发现沉积剂品种及量、沉积温度、絮凝剂、陈化时刻是首要影响要素，在不同的沉积剂及量的条件下通过实验得到的成果见表2。通过正交实验标明依据锰离子沉积所需的氢氧根数量的1.02倍，在常温下别离将和按理论量的30%和70%匀速参加拌和0.5 h，滴加1.5‰的聚酰胺类絮凝剂，静置、陈化1.5h，过滤后再用pH =6～7的去离子水洗刷2～3次，氧化后得到四氧化三锰，再参加少数络合剂洗刷除掉有害杂质，能够到达四氧化三锰化工职业标准HG/T2835 -1997（表3）。废水中锰离子为1.5×10-6，低于国家污水排放标准的2×l0-6。
表2 氢氧化锰转化法中锰中离子收回实验成果
实验编号
实验条件
水中Mn2+/×10-6
沉积剂用量
沉积温度/℃
絮凝剂/‰
陈化时刻/h
X01
理论量NaOH
20
1.0
2.0
8.3
X02
1.05倍理论量NaOH
40
1.0
3.0
1.7
X03
理论量
30
1.5
4.0
21.5
X04
1.05倍理论量
40
1.5
3.0
3.8
X05
NaOH与按恰当份额
室温
1.5
1.5
1.5
表3 氢氧化锰转化法中四氧化三锰首要目标与职业目标比照成果%
含量
Mn
SiO2
K
Na
Ca
Mg
Pb
X02
71.08
0.0085
0.0018
0.0268
0.0068
0.0045
0.0003
X04
71.14
0.0048
0.0016
0.0028
0.0058
0.0037
0.0005
X05
71.12
0.0035
0.0009
0.0068
0.0037
0.0018
0.0002
职业标准
≥71.0
≤0.01
≤0.005
≤0.01
≤0.01
≤0.005
≤0.001
1、沉积剂及用量的影响
依据化学反响式核算后参加理论量的或，在不同的温度和絮凝剂用量下，锰离子沉积成果很难合格。其原因是沉积锰离子需求必定的pH值，废水中存在少数的钙、镁、铁等离子所以需求耗费一部分的氢氧根离子。通过实验标明，参加1.05倍理论量的能够将锰离子沉积彻底，废水中锰离子能够到达1.7×l0-6。但由于很多钠离子的存在，反响进程中会发生包裹、吸附等现象，通过洗刷很难将钠离子等除掉。实验标明，1.15倍理论量的能够到达最优成果，废水中锰离子可到达3.8×10-6，再持续增加并不能将锰离子进一步沉积出来。所以单独用或沉积废水中锰离子不能合格排放或不能得到合格产品。通过实验发现，将和按恰当的份额分阶段按必定速度匀速参加，废水中锰离子能够低于2×10-6，终究产品中钠离子、硫酸根等能够到达要求。其原因是削减了反响溶液中的钠离子量；构成的铵盐或许有助于生成的氢氧化锰晶体颗粒变粗，削减对钠离子的包裹、吸附现象；沉积剂的参加速度影响沉积的生成速度、影响颗粒结晶巨细。
2、温度的影响
温度高时生成的氢氧化锰晶体颗粒较粗，沉积比较彻底，溶液中悬浮形状的微细颗粒少。颗粒粗不简略包裹吸附杂质离子，易于洗刷过滤除掉杂质。但温度升高不利于硫酸根及钙离子的去除，在其他条件恰其时室温沉积也能够得到抱负成果。
3、絮凝剂的影响
由于生成的氢氧化锰是胶体状态，生成的碳酸锰有部分微细颗粒很难沉积，不加絮凝剂则需沉积时刻较长，过滤进程中简略穿滤，所以需求参加絮凝剂将其絮凝生成较大的颗粒以便沉降和过滤。为避免带人杂质离子，能够挑选聚酰胺类絮凝剂、聚乙烯醚、聚乙烯醇等有机高分子絮凝剂，其参加量与溶液pH、悬浮物量、胶体物质等有关。实验发现絮凝剂参加机遇与溶液中悬浮物浓度有联系，悬浮物浓度大时参加絮凝剂则锰离子沉积比较彻底，但包裹搀杂的钠离子等较多，不易去除；悬浮物浓度过小时参加，或许由于吸附载体较少难以构成大颗粒，锰离子沉积很难彻底。
（二）碳酸锰转化法
将锰离子沉积转化为碳酸锰，洗刷过滤后再高温焙烧为四氧化三锰，其长处是碳酸锰沉积颗粒粗，沉积疏松，在常温下即可洗刷除掉钙、镁、钠、硫酸根等杂质。缺陷是用量较多时才能将锰离子沉积合格，需求高温焙烧氧化，能耗较高，焙烧生成的产品反响活性较差。锰离子的沉积作用依然与沉积剂用量、沉积温度、絮凝剂、陈化时刻等有关。焙烧后的四氧化三锰目标见表4，处理后废水中锰离子浓度见表5。
表4 硫酸锰焙烧氧化的四氧化三锰首要目标与职业标准%
含量
Mn
SiO2
K
Na
Ca
Mg
Pb
X07
71.22
0.0045
0.0008
0.0018
0.0017
0.0031
0.0002
职业标准
≥71.0
≤0.01
≤0.005
≤0.01
≤0.01
≤0.005
≤0.001
表5 碳酸锰转化法锰离子收回实验成果
实验编号
实验条件
水中Mn2+/×10-6
沉积剂用量
沉积温度/℃
絮凝剂/‰
陈化时刻/h
X06
1.05倍理论量碳酸钠
55
1.8
1.5
20.8
X07
1.2倍理论量碳酸钠
55
2.8
0.5
1.6
X08
1.15倍理论量碳酸氢钠
50
1.5
2.0
35.5
X09
1.25倍理论量碳酸氢钠
50
1.2
1.5
1.4
五、定论
（一）使用和的混合物或碳酸（氢）钠沉积处理四氧化三锰出产中的含锰废水，可使废水含锰离子量低于国家规则的污水排放标准2 ×l0-6，用收回的锰离子能够出产高纯四氧化三锰。
（二）碳酸锰转化法简略去除杂质，但存在能耗高、本钱高，产品活性差的缺陷。
（三）氢氧化锰转化法工艺操作简略、本钱较低，能够获得较好的生态效益和经济效益。
一、试剂及仪器
(一)试剂。、、氯化、碳酸（氢）钠、絮凝剂等。
(二)仪器。反响釜、拌和槽、真空过滤机、空气压缩机等。
二、实验原理与流程
四氧化三锰出产排放的废水中首要含锰、钙、镁、钠、氯、硅等离子，其间锰离子对环境有害，但经收回后具有经济价值。其他离子影响软磁铁氧体功能，需求别离处理。用化学二氧化锰作过滤层除掉微量悬浮物及H2SiO3胶体，参加生成钙、镁沉积过滤除掉钙、镁离子。收回锰离子有两种办法：一是氢氧化锰转化法（图1），即用或或其混合物将锰离子沉积为氢氧化锰，参加氯化铵作催化剂，然后通空气氧化生成四氧化三锰；二是碳酸锰转化法，即用碳酸钠或碳酸氢钠沉积锰离子生成碳酸锰，然后高温焙烧生成四氧化三锰。其反响式为：
图1 氢氧化锰转化法实验流程
三、实验进程
取出产排放的废水进行水质成分分析，将废水匀速通过由化学二氧化锰组成的过滤层。在拌和的条件下参加适量的，静置、陈化必定时刻，用压滤机过滤去除钙、镁沉积物，在清液中参加、、碳酸钠、碳酸氢钠或其间的组合，别离实验参加量、参加次序、拌和强度、沉积温度、絮凝剂品种等条件。将得到的氢氧化锰或碳酸锰沉积陈化必定时刻，过滤除掉大部分杂质，将氢氧化锰沉积物配成必定浓度，参加氯化铵作为催化剂，通人空气氧化生成四氧化三锰，参加络合剂除掉少数杂质，终究烘干、破坏得到产品；或将碳酸锰沉积在1050℃氧化焙烧生成四氧化三锰。废水水质成分分析成果见表1 。
表1 车间排放废水水质成分分析成果×10-6
成分
Mn2+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SiO2
Na+
SO2-4
含量
386
20
35
400
24
7
120
四、实验成果及分析
（一）氢氧化锰转化法
将锰离子转化为氢氧化锰再氧化生成四氧化三锰办法中，关键在于怎么将废水中锰离子沉积彻底以到达国家规则的排放标准，以及怎么避免将废水中的其他杂质带人产品中。经实验发现沉积剂品种及量、沉积温度、絮凝剂、陈化时刻是首要影响要素，在不同的沉积剂及量的条件下通过实验得到的成果见表2。通过正交实验标明依据锰离子沉积所需的氢氧根数量的1.02倍，在常温下别离将和按理论量的30%和70%匀速参加拌和0.5 h，滴加1.5‰的聚酰胺类絮凝剂，静置、陈化1.5h，过滤后再用pH =6～7的去离子水洗刷2～3次，氧化后得到四氧化三锰，再参加少数络合剂洗刷除掉有害杂质，能够到达四氧化三锰化工职业标准HG/T2835 -1997（表3）。废水中锰离子为1.5×10-6，低于国家污水排放标准的2×l0-6。
表2 氢氧化锰转化法中锰中离子收回实验成果
实验编号
实验条件
水中Mn2+/×10-6
沉积剂用量
沉积温度/℃
絮凝剂/‰
陈化时刻/h
X01
理论量NaOH
20
1.0
2.0
8.3
X02
1.05倍理论量NaOH
40
1.0
3.0
1.7
X03
理论量
30
1.5
4.0
21.5
X04
1.05倍理论量
40
1.5
3.0
3.8
X05
NaOH与按恰当份额
室温
1.5
1.5
1.5
表3 氢氧化锰转化法中四氧化三锰首要目标与职业目标比照成果%
含量
Mn
SiO2
K
Na
Ca
Mg
Pb
X02
71.08
0.0085
0.0018
0.0268
0.0068
0.0045
0.0003
X04
71.14
0.0048
0.0016
0.0028
0.0058
0.0037
0.0005
X05
71.12
0.0035
0.0009
0.0068
0.0037
0.0018
0.0002
职业标准
≥71.0
≤0.01
≤0.005
≤0.01
≤0.01
≤0.005
≤0.001
1、沉积剂及用量的影响
依据化学反响式核算后参加理论量的或，在不同的温度和絮凝剂用量下，锰离子沉积成果很难合格。其原因是沉积锰离子需求必定的pH值，废水中存在少数的钙、镁、铁等离子所以需求耗费一部分的氢氧根离子。通过实验标明，参加1.05倍理论量的能够将锰离子沉积彻底，废水中锰离子能够到达1.7×l0-6。但由于很多钠离子的存在，反响进程中会发生包裹、吸附等现象，通过洗刷很难将钠离子等除掉。实验标明，1.15倍理论量的能够到达最优成果，废水中锰离子可到达3.8×10-6，再持续增加并不能将锰离子进一步沉积出来。所以单独用或沉积废水中锰离子不能合格排放或不能得到合格产品。通过实验发现，将和按恰当的份额分阶段按必定速度匀速参加，废水中锰离子能够低于2×10-6，终究产品中钠离子、硫酸根等能够到达要求。其原因是削减了反响溶液中的钠离子量；构成的铵盐或许有助于生成的氢氧化锰晶体颗粒变粗，削减对钠离子的包裹、吸附现象；沉积剂的参加速度影响沉积的生成速度、影响颗粒结晶巨细。
2、温度的影响
温度高时生成的氢氧化锰晶体颗粒较粗，沉积比较彻底，溶液中悬浮形状的微细颗粒少。颗粒粗不简略包裹吸附杂质离子，易于洗刷过滤除掉杂质。但温度升高不利于硫酸根及钙离子的去除，在其他条件恰其时室温沉积也能够得到抱负成果。
3、絮凝剂的影响
由于生成的氢氧化锰是胶体状态，生成的碳酸锰有部分微细颗粒很难沉积，不加絮凝剂则需沉积时刻较长，过滤进程中简略穿滤，所以需求参加絮凝剂将其絮凝生成较大的颗粒以便沉降和过滤。为避免带人杂质离子，能够挑选聚酰胺类絮凝剂、聚乙烯醚、聚乙烯醇等有机高分子絮凝剂，其参加量与溶液pH、悬浮物量、胶体物质等有关。实验发现絮凝剂参加机遇与溶液中悬浮物浓度有联系，悬浮物浓度大时参加絮凝剂则锰离子沉积比较彻底，但包裹搀杂的钠离子等较多，不易去除；悬浮物浓度过小时参加，或许由于吸附载体较少难以构成大颗粒，锰离子沉积很难彻底。
（二）碳酸锰转化法
将锰离子沉积转化为碳酸锰，洗刷过滤后再高温焙烧为四氧化三锰，其长处是碳酸锰沉积颗粒粗，沉积疏松，在常温下即可洗刷除掉钙、镁、钠、硫酸根等杂质。缺陷是用量较多时才能将锰离子沉积合格，需求高温焙烧氧化，能耗较高，焙烧生成的产品反响活性较差。锰离子的沉积作用依然与沉积剂用量、沉积温度、絮凝剂、陈化时刻等有关。焙烧后的四氧化三锰目标见表4，处理后废水中锰离子浓度见表5。
表4 硫酸锰焙烧氧化的四氧化三锰首要目标与职业标准%
含量
Mn
SiO2
K
Na
Ca
Mg
Pb
X07
71.22
0.0045
0.0008
0.0018
0.0017
0.0031
0.0002
职业标准
≥71.0
≤0.01
≤0.005
≤0.01
≤0.01
≤0.005
≤0.001
表5 碳酸锰转化法锰离子收回实验成果
实验编号
实验条件
水中Mn2+/×10-6
沉积剂用量
沉积温度/℃
絮凝剂/‰
陈化时刻/h
X06
1.05倍理论量碳酸钠
55
1.8
1.5
20.8
X07
1.2倍理论量碳酸钠
55
2.8
0.5
1.6
X08
1.15倍理论量碳酸氢钠
50
1.5
2.0
35.5
X09
1.25倍理论量碳酸氢钠
50
1.2
1.5
1.4
五、定论
（一）使用和的混合物或碳酸（氢）钠沉积处理四氧化三锰出产中的含锰废水，可使废水含锰离子量低于国家规则的污水排放标准2 ×l0-6，用收回的锰离子能够出产高纯四氧化三锰。
（二）碳酸锰转化法简略去除杂质，但存在能耗高、本钱高，产品活性差的缺陷。
（三）氢氧化锰转化法工艺操作简略、本钱较低，能够获得较好的生态效益和经济效益。
