一种含锰废水的回收利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种含锰废水的回收利用系统。所述系统包括电解装置，其包括电源、电解槽、冷却单元、第一导电板、第二导电板、pH值调节单元、多个阴极板和多个阳极板，其中，电解槽包括具有容纳腔的槽体以及设置在槽体上并与容纳腔连通的进液口和排液口，含锰废水通过进液口进入容纳腔内并经电解后从排液口排出；第一导电板与电源的正极连接，第二导电板与电源的负极连接，并且第一导电板和第二导电板相互对置设置；阴极板与第一导电板连接，阳极板与第二导电板连接，并且阴极板和阳极板沿着含锰废水的流动方向两两相邻、彼此交错、且间隔地放置于容纳腔中。本实用新型保证了氧化钒清洁生产全工艺废水闭路循环使用，同时得到商品级金属锰产品。
【专利说明】一种含锰废水的回收利用系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及冶金环保【技术领域】，更具体地讲，涉及一种含锰废水的回收利用 系统。
【背景技术】
[0002] 在以钒渣为原料，采用氧化钒清洁生产工艺（钙化焙烧一硫酸浸出工艺）生产氧 化钒产品，该工艺技术解决了现有生产工艺（钠盐焙烧一水浸出一酸性铵盐沉钒工艺）浸 出尾渣及废水处理产生的固废硫酸钠较难处理的问题，并可实现锰资源的回收利用。
[0003] 在氧化钒清洁生产工艺中硫酸浸出工序，原料"钒渣"中的锰会随着钒共同进入到 溶液当中，沉钒工序回收了钒，而锰元素仍存在于沉钒废水中，其浓度约为12?19g/L，要 做到全工艺废水闭路循环使用，必须将废水中锰离子除去。目前该工艺沉钒废水采用的处 理方式是石灰乳中和法，即废水经中和、沉淀、过滤处理后返回浸出工序洗涤残渣，该技术 比较简单且成本低，返烧结存在较大的压力，并且废水中可回收的大量锰资源没有得到有 效回收，造成矿石利用率低、废水处理后，仅废水实现了循环利用。 实用新型内容
[0004] 针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在 的一个或多个问题。例如，本实用新型目的之一在于提供一种利用电化学方法处理含锰废 水的电解装置，所述含锰废水为氧化钒清洁生产中产生的沉钒废水经除钒和除磷处理后的 废水。
[0005] 本实用新型提供了一种含锰废水的回收利用系统。所述系统包括电解装置，所述 电解装置包括电源、电解槽、冷却单元、第一导电板、第二导电板、pH值调节单元、多个阴极 板和多个阳极板，其中，所述电解槽包括具有容纳腔的槽体以及设置在所述槽体上并与所 述容纳腔连通的进液口和排液口，含锰废水通过所述进液口进入所述容纳腔内并经电解后 从所述排液口排出；所述第一导电板与电源的正极连接，所述第二导电板与电源的负极连 接，并且所述第一导电板和所述第二导电板相互对置设置；所述多个阴极板与所述第一导 电板连接，所述多个阳极板与所述第二导电板连接，并且所述多个阴极板和多个阳极板沿 着含锰废水的流动方向两两相邻、彼此交错且间隔地放置于所述容纳腔中；所述冷却单元 用于对所述容纳腔内的含锰废水进行降温；所述pH值调节单元用于调节所述阴极板所在 区域的pH值。
[0006] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述进液口和所述排液 口分别靠近所述多个阴极板和所述多个阳极板中最外侧的两个极板设置。
[0007] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述进液口和所述排液 口设置在所述槽体的上部。
[0008] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述多个阳极板和所述 多个阴极板之间相互平行。
[0009] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述阴极板和阳极板等 间距分布。
[0010] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述第一导电板和所述 第二导电板设置在所述槽体相对的两个侧壁的顶部。
[0011] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述电解装置还包括多 个过滤袋以及设置在所述容纳腔中并用于安装所述多个过滤袋的支撑架，所述多个过滤袋 分别套装于所述多个阴极板中每一个阴极板之外。
[0012] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述冷却单元包括设置 在所述容纳腔内壁面上的冷却盘管。
[0013] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述系统还包括通过管 道与所述进液口连接的蠕动泵。
[0014] 根据本实用新型含锰废水的回收利用系统的一个实施例，所述含锰废水是钒渣经 钙化焙烧和酸浸工艺所产生的沉钒废水，所述系统还包括对所述沉钒废水进行预处理以去 除沉钒废水中的钒、磷、铁、胶质以及微细颗粒的电解锰合格液的预处理装置。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过本实用新型回收系统处理后 的沉钒废水，其出水Mn 2+浓度能达到5g/L以下，保证了氧化钒清洁生产全工艺废水闭路循 环使用，同时得到商品级金属锰产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的及特点将会变得更 加清楚，其中：
[0017] 图1示出了根据本实用新型示例性实施例含锰废水的回收利用系统的电解装置 俯视图。
[0018] 图2是图1沿A-A截面的主视图。
[0019] 附图标记说明如下：
[0020] 1-电源，2-槽体，3-容纳腔，4-进液口，5-排液口，6-第一导电板，7-第二导电板， 8、9、10、11-阴极板，12、13、14-阳极板，15-支撑架，16、17、18、19-过滤袋以及20-蠕动泵。
【具体实施方式】
[0021] 在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的含锰废水的回收利用系 统。
[0022] 在一个示例性实施例中，所处理的含锰废水是氧化钒清洁生产工艺（即钒渣经钙 化焙烧和硫酸酸浸工艺）所产生的沉钒废水，根据本实用新型示例性实施例的含锰废水的 回收利用系统，其包括电解锰合格液的预处理装置，以及对电解锰合格液进行电解的电解 装直。
[0023] 其中，预处理装置对沉钒废水进行预处理以去除沉钒废水中的钒、磷、铁、胶质以 及微细颗粒从而得到电解锰合格液，以为制备商品级的锰作准备，其可以采用申请号为 201320711100. 6的专利申请文件中所记载的沉钒废水制备电解锰合格液装置。
[0024] 图1示出了根据本实用新型示例性实施例含锰废水的回收利用系统的电解装置 俯视图。图2是图1沿A-A截面的主视图。如图1所示，电解装置包括电源1，电解槽，冷却 单元，第一导电板6,第二导电板7，pH值调节单元，阴极板8、9、10、11，阳极板12、13、14,过 滤袋16、17、18、19,支撑架15以及蠕动泵20。
[0025] 其中，电解槽包括具有容纳腔3的槽体2以及设置在槽体2上部并与容纳腔3连 通的进液口 4和排液口 5,进液口通过管道与蠕动泵20连接。
[0026] 第一导电板6与电源1的正极连接，第二导电板7与电源1的负极连接，并且第一 导电板6和第二导电板7相互对置设置在槽体相对的两个侧壁的顶部，其中第一导电板6 和第二导电板7可以为铜板。直流电源1通过第一导电板6和第二导电板7向电解槽提供 电解电流，根据所处理的物料特性，直流电源1选择可大范围调节电流和电压的电源，其输 出电流：〇?12000A，输出电压：0?12V。
[0027] 阴极板8、9、10、11搭接在第一导电板6上，而阳极板12、13、14搭接在第二导电板 7上以达到导电的目的，并且阴极板8、9、10、11和阳极板12、13、14相互平行并沿着含锰废 水的流动方向两两相邻、彼此交错且间隔地放置于容纳腔3中。优选地，阴极板8、9、10、11 和阳极板12、13、14等间距分布。进液口 4和排液口 5分别靠近在阴极板8、9、10、11和阳 极板12、13、14中最外侧的两个极板设置，在本实施例中，如图1和图2所示，进液口 4靠近 阴极板8设置，而排液口 5靠近阴极板11设置。
[0028] 支撑架15放置于容纳腔内，用于安装过滤袋（例如，布袋）16、17、18、19。过滤袋 16、17、18、19分别套装于阴极板8、9、10、11中的每一个阴极板之外。由于所处理的电解原 液为废液，其液体内部含有大量杂质，设置过滤袋之后可以提高产品品位。
[0029] 冷却单元（未示出）用于对容纳腔3内的含锰废水进行降温以保证电解槽中电解 液的温度恒定在15?35°C，冷却单元可以为设置在容纳腔内壁面上的冷却盘管，为避免电 解液腐蚀，材质选用不锈钢。pH值调节单元用于调节阴极板8、9、10、11所在区域的pH值， 例如人工调节至7?8。
[0030] 使用上述回收系统对沉钒废水进行处理时，首先，通过预处理装置除去沉钒废水 中的钒、磷、铁、胶质以及微细颗粒，得到电解锰合格液；然后通过蠕动泵20将电解锰合格 液泵入电解槽内，在直流电场作用下，锰离子穿过过滤袋进入阴极板所在的阴极区，同时通 过pH值调节单元调节阴极区的pH值为7?8,使得锰离子形成金属锰并沉积在阴极板上， 电源根据入液参数动态调整电流电压以保证连续生产金属锰，电解后的废液从电解槽上的 排液口 5溢出并送至氧化钒清洁生产回用。当阴极板上沉积了一定量的金属锰后，将阴极 板从电解槽内取出，例如，以24小时为单位更换电解槽内阴极板，更换时间控制在30分钟 内。更换完毕后电解工序继续，同时对更换下来的阴极板进行钝化、水洗、烘干、拨片处理后 得到产品金属锰。通过该电解装置处理后的含锰废水，其出水Mn 2+浓度能达到5g/L以下， 可以返回氧化钒清洁生产全工艺废水闭路循环使用，同时得到商品级金属锰产品（锰含量 在99%以上），实现资源的综合利用和减少对环境的危害。
[0031] 尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型含锰废水的回收利用系 统对氧化钒清洁工艺所产生的沉钒废水进行处理，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱 离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改 和改变。例如，本实用新型的含锰废水的回收利用系统还可以对其他含锰废水进行处理以 回收金属锰。另外，电解装置的电解槽也不限于一个，实际应用中电解槽数量根据实际要求 产能选择，例如，可以采用两个并列设置的电解槽，这两个电解槽可以共用一个导电板，即 一共设置三个导电板即可，另外，本领域技术人员可以根据需要选择阴极板和阳极板的数 量。
【权利要求】
1. 一种含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述系统包括电解装置，所述电解装置 包括电源、电解槽、冷却单元、第一导电板、第二导电板、pH值调节单元、多个阴极板和多个 阳极板，其中， 所述电解槽包括具有容纳腔的槽体、设置在所述槽体上并与所述容纳腔连通的进液口 和排液口，含锰废水通过所述进液口进入所述容纳腔内并经电解后从所述排液口排出； 所述第一导电板与电源的正极连接，所述第二导电板与电源的负极连接，并且所述第 一导电板和所述第二导电板相对设置； 所述多个阴极板与所述第一导电板连接，所述多个阳极板与所述第二导电板连接，并 且所述多个阴极板和多个阳极板沿着含锰废水的流动方向两两相邻、彼此交错且间隔地放 置于所述容纳腔中； 所述冷却单元用于对所述容纳腔内的含锰废水进行降温； 所述pH值调节单元用于调节所述阴极板所在区域的pH值。
2. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述进液口和所述 排液口分别靠近所述多个阴极板和所述多个阳极板中最外侧的两个极板设置。
3. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述进液口和所述 排液口设置在所述槽体的上部。
4. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述多个阳极板和 所述多个阴极板之间相互平行。
5. 根据权利要求4所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述阴极板和阳极 板等间距分布。
6. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述第一导电板和 所述第二导电板设置在所述槽体相对的两个侧壁的顶部。
7. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述电解装置还包 括多个过滤袋以及设置在所述容纳腔中并用于安装所述多个过滤袋的支撑架，所述多个过 滤袋分别套装于所述多个阴极板中每一个阴极板之外。
8. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述冷却单元包括 设置在所述容纳腔内壁面上的冷却盘管。
9. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述系统还包括通 过管道与所述进液口连接的蠕动泵。
10. 根据权利要求1所述的含锰废水的回收利用系统，其特征在于，所述含锰废水是钒 渣经钙化焙烧和酸浸工艺所产生的沉钒废水，所述系统还包括对所述沉钒废水进行预处理 以去除沉钒废水中的钒、磷、铁、胶质以及微细颗粒的电解锰合格液的预处理装置。
【文档编号】C02F1/461GK203904040SQ201420195785
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】蒋波, 谢虎, 周兴, 杨东升, 王江, 张奎 申请人:攀钢集团工程技术有限公司, 攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司