一種含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種含錳廢水的回收利用系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括電解裝置，其包括電源、電解槽、冷卻單元、第一導(dǎo)電板、第二導(dǎo)電板、pH值調(diào)節(jié)單元、多個陰極板和多個陽極板，其中，電解槽包括具有容納腔的槽體以及設(shè)置在槽體上并與容納腔連通的進液口和排液口，含錳廢水通過進液口進入容納腔內(nèi)并經(jīng)電解后從排液口排出；第一導(dǎo)電板與電源的正極連接，第二導(dǎo)電板與電源的負極連接，并且第一導(dǎo)電板和第二導(dǎo)電板相互對置設(shè)置；陰極板與第一導(dǎo)電板連接，陽極板與第二導(dǎo)電板連接，并且陰極板和陽極板沿著含錳廢水的流動方向兩兩相鄰、彼此交錯、且間隔地放置于容納腔中。本實用新型保證了氧化釩清潔生產(chǎn)全工藝廢水閉路循環(huán)使用，同時得到商品級金屬錳產(chǎn)品。
【專利說明】一種含錳廢水的回收利用系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及冶金環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種含錳廢水的回收利用 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在以釩渣為原料，采用氧化釩清潔生產(chǎn)工藝（鈣化焙燒一硫酸浸出工藝）生產(chǎn)氧 化釩產(chǎn)品，該工藝技術(shù)解決了現(xiàn)有生產(chǎn)工藝（鈉鹽焙燒一水浸出一酸性銨鹽沉釩工藝）浸 出尾渣及廢水處理產(chǎn)生的固廢硫酸鈉較難處理的問題，并可實現(xiàn)錳資源的回收利用。
[0003] 在氧化釩清潔生產(chǎn)工藝中硫酸浸出工序，原料"釩渣"中的錳會隨著釩共同進入到 溶液當(dāng)中，沉釩工序回收了釩，而錳元素仍存在于沉釩廢水中，其濃度約為12?19g/L，要 做到全工藝廢水閉路循環(huán)使用，必須將廢水中錳離子除去。目前該工藝沉釩廢水采用的處 理方式是石灰乳中和法，即廢水經(jīng)中和、沉淀、過濾處理后返回浸出工序洗滌殘渣，該技術(shù) 比較簡單且成本低，返燒結(jié)存在較大的壓力，并且廢水中可回收的大量錳資源沒有得到有 效回收，造成礦石利用率低、廢水處理后，僅廢水實現(xiàn)了循環(huán)利用。 實用新型內(nèi)容
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在 的一個或多個問題。例如，本實用新型目的之一在于提供一種利用電化學(xué)方法處理含錳廢 水的電解裝置，所述含錳廢水為氧化釩清潔生產(chǎn)中產(chǎn)生的沉釩廢水經(jīng)除釩和除磷處理后的 廢水。
[0005] 本實用新型提供了一種含錳廢水的回收利用系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括電解裝置，所述 電解裝置包括電源、電解槽、冷卻單元、第一導(dǎo)電板、第二導(dǎo)電板、pH值調(diào)節(jié)單元、多個陰極 板和多個陽極板，其中，所述電解槽包括具有容納腔的槽體以及設(shè)置在所述槽體上并與所 述容納腔連通的進液口和排液口，含錳廢水通過所述進液口進入所述容納腔內(nèi)并經(jīng)電解后 從所述排液口排出；所述第一導(dǎo)電板與電源的正極連接，所述第二導(dǎo)電板與電源的負極連 接，并且所述第一導(dǎo)電板和所述第二導(dǎo)電板相互對置設(shè)置；所述多個陰極板與所述第一導(dǎo) 電板連接，所述多個陽極板與所述第二導(dǎo)電板連接，并且所述多個陰極板和多個陽極板沿 著含錳廢水的流動方向兩兩相鄰、彼此交錯且間隔地放置于所述容納腔中；所述冷卻單元 用于對所述容納腔內(nèi)的含錳廢水進行降溫；所述pH值調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)所述陰極板所在 區(qū)域的pH值。
[0006] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述進液口和所述排液 口分別靠近所述多個陰極板和所述多個陽極板中最外側(cè)的兩個極板設(shè)置。
[0007] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述進液口和所述排液 口設(shè)置在所述槽體的上部。
[0008] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述多個陽極板和所述 多個陰極板之間相互平行。
[0009] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述陰極板和陽極板等 間距分布。
[0010] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述第一導(dǎo)電板和所述 第二導(dǎo)電板設(shè)置在所述槽體相對的兩個側(cè)壁的頂部。
[0011] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述電解裝置還包括多 個過濾袋以及設(shè)置在所述容納腔中并用于安裝所述多個過濾袋的支撐架，所述多個過濾袋 分別套裝于所述多個陰極板中每一個陰極板之外。
[0012] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述冷卻單元包括設(shè)置 在所述容納腔內(nèi)壁面上的冷卻盤管。
[0013] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述系統(tǒng)還包括通過管 道與所述進液口連接的蠕動泵。
[0014] 根據(jù)本實用新型含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的一個實施例，所述含錳廢水是釩渣經(jīng) 鈣化焙燒和酸浸工藝所產(chǎn)生的沉釩廢水，所述系統(tǒng)還包括對所述沉釩廢水進行預(yù)處理以去 除沉釩廢水中的釩、磷、鐵、膠質(zhì)以及微細顆粒的電解錳合格液的預(yù)處理裝置。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果包括：通過本實用新型回收系統(tǒng)處理后 的沉釩廢水，其出水Mn 2+濃度能達到5g/L以下，保證了氧化釩清潔生產(chǎn)全工藝廢水閉路循 環(huán)使用，同時得到商品級金屬錳產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本實用新型的上述和其他目的及特點將會變得更 加清楚，其中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本實用新型示例性實施例含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的電解裝置 俯視圖。
[0018] 圖2是圖1沿A-A截面的主視圖。
[0019] 附圖標(biāo)記說明如下：
[0020] 1-電源，2-槽體，3-容納腔，4-進液口，5-排液口，6-第一導(dǎo)電板，7-第二導(dǎo)電板， 8、9、10、11-陰極板，12、13、14-陽極板，15-支撐架，16、17、18、19-過濾袋以及20-蠕動泵。

【具體實施方式】
[0021] 在下文中，將結(jié)合示例性實施例來詳細說明本實用新型的含錳廢水的回收利用系 統(tǒng)。
[0022] 在一個示例性實施例中，所處理的含錳廢水是氧化釩清潔生產(chǎn)工藝（即釩渣經(jīng)鈣 化焙燒和硫酸酸浸工藝）所產(chǎn)生的沉釩廢水，根據(jù)本實用新型示例性實施例的含錳廢水的 回收利用系統(tǒng)，其包括電解錳合格液的預(yù)處理裝置，以及對電解錳合格液進行電解的電解 裝直。
[0023] 其中，預(yù)處理裝置對沉釩廢水進行預(yù)處理以去除沉釩廢水中的釩、磷、鐵、膠質(zhì)以 及微細顆粒從而得到電解錳合格液，以為制備商品級的錳作準(zhǔn)備，其可以采用申請?zhí)枮?201320711100. 6的專利申請文件中所記載的沉釩廢水制備電解錳合格液裝置。
[0024] 圖1示出了根據(jù)本實用新型示例性實施例含錳廢水的回收利用系統(tǒng)的電解裝置 俯視圖。圖2是圖1沿A-A截面的主視圖。如圖1所示，電解裝置包括電源1，電解槽，冷卻 單元，第一導(dǎo)電板6,第二導(dǎo)電板7，pH值調(diào)節(jié)單元，陰極板8、9、10、11，陽極板12、13、14,過 濾袋16、17、18、19,支撐架15以及蠕動泵20。
[0025] 其中，電解槽包括具有容納腔3的槽體2以及設(shè)置在槽體2上部并與容納腔3連 通的進液口 4和排液口 5,進液口通過管道與蠕動泵20連接。
[0026] 第一導(dǎo)電板6與電源1的正極連接，第二導(dǎo)電板7與電源1的負極連接，并且第一 導(dǎo)電板6和第二導(dǎo)電板7相互對置設(shè)置在槽體相對的兩個側(cè)壁的頂部，其中第一導(dǎo)電板6 和第二導(dǎo)電板7可以為銅板。直流電源1通過第一導(dǎo)電板6和第二導(dǎo)電板7向電解槽提供 電解電流，根據(jù)所處理的物料特性，直流電源1選擇可大范圍調(diào)節(jié)電流和電壓的電源，其輸 出電流：〇?12000A，輸出電壓：0?12V。
[0027] 陰極板8、9、10、11搭接在第一導(dǎo)電板6上，而陽極板12、13、14搭接在第二導(dǎo)電板 7上以達到導(dǎo)電的目的，并且陰極板8、9、10、11和陽極板12、13、14相互平行并沿著含錳廢 水的流動方向兩兩相鄰、彼此交錯且間隔地放置于容納腔3中。優(yōu)選地，陰極板8、9、10、11 和陽極板12、13、14等間距分布。進液口 4和排液口 5分別靠近在陰極板8、9、10、11和陽 極板12、13、14中最外側(cè)的兩個極板設(shè)置，在本實施例中，如圖1和圖2所示，進液口 4靠近 陰極板8設(shè)置，而排液口 5靠近陰極板11設(shè)置。
[0028] 支撐架15放置于容納腔內(nèi)，用于安裝過濾袋（例如，布袋）16、17、18、19。過濾袋 16、17、18、19分別套裝于陰極板8、9、10、11中的每一個陰極板之外。由于所處理的電解原 液為廢液，其液體內(nèi)部含有大量雜質(zhì)，設(shè)置過濾袋之后可以提高產(chǎn)品品位。
[0029] 冷卻單元（未示出）用于對容納腔3內(nèi)的含錳廢水進行降溫以保證電解槽中電解 液的溫度恒定在15?35°C，冷卻單元可以為設(shè)置在容納腔內(nèi)壁面上的冷卻盤管，為避免電 解液腐蝕，材質(zhì)選用不銹鋼。pH值調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)陰極板8、9、10、11所在區(qū)域的pH值， 例如人工調(diào)節(jié)至7?8。
[0030] 使用上述回收系統(tǒng)對沉釩廢水進行處理時，首先，通過預(yù)處理裝置除去沉釩廢水 中的釩、磷、鐵、膠質(zhì)以及微細顆粒，得到電解錳合格液；然后通過蠕動泵20將電解錳合格 液泵入電解槽內(nèi)，在直流電場作用下，錳離子穿過過濾袋進入陰極板所在的陰極區(qū)，同時通 過pH值調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)陰極區(qū)的pH值為7?8,使得錳離子形成金屬錳并沉積在陰極板上， 電源根據(jù)入液參數(shù)動態(tài)調(diào)整電流電壓以保證連續(xù)生產(chǎn)金屬錳，電解后的廢液從電解槽上的 排液口 5溢出并送至氧化釩清潔生產(chǎn)回用。當(dāng)陰極板上沉積了一定量的金屬錳后，將陰極 板從電解槽內(nèi)取出，例如，以24小時為單位更換電解槽內(nèi)陰極板，更換時間控制在30分鐘 內(nèi)。更換完畢后電解工序繼續(xù)，同時對更換下來的陰極板進行鈍化、水洗、烘干、撥片處理后 得到產(chǎn)品金屬錳。通過該電解裝置處理后的含錳廢水，其出水Mn 2+濃度能達到5g/L以下， 可以返回氧化釩清潔生產(chǎn)全工藝廢水閉路循環(huán)使用，同時得到商品級金屬錳產(chǎn)品（錳含量 在99%以上），實現(xiàn)資源的綜合利用和減少對環(huán)境的危害。
[0031] 盡管上面已經(jīng)通過結(jié)合示例性實施例描述了本實用新型含錳廢水的回收利用系 統(tǒng)對氧化釩清潔工藝所產(chǎn)生的沉釩廢水進行處理，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫 離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本實用新型的示例性實施例進行各種修改 和改變。例如，本實用新型的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)還可以對其他含錳廢水進行處理以 回收金屬錳。另外，電解裝置的電解槽也不限于一個，實際應(yīng)用中電解槽數(shù)量根據(jù)實際要求 產(chǎn)能選擇，例如，可以采用兩個并列設(shè)置的電解槽，這兩個電解槽可以共用一個導(dǎo)電板，即 一共設(shè)置三個導(dǎo)電板即可，另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇陰極板和陽極板的數(shù) 量。
【權(quán)利要求】
1. 一種含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括電解裝置，所述電解裝置 包括電源、電解槽、冷卻單元、第一導(dǎo)電板、第二導(dǎo)電板、pH值調(diào)節(jié)單元、多個陰極板和多個 陽極板，其中， 所述電解槽包括具有容納腔的槽體、設(shè)置在所述槽體上并與所述容納腔連通的進液口 和排液口，含錳廢水通過所述進液口進入所述容納腔內(nèi)并經(jīng)電解后從所述排液口排出； 所述第一導(dǎo)電板與電源的正極連接，所述第二導(dǎo)電板與電源的負極連接，并且所述第 一導(dǎo)電板和所述第二導(dǎo)電板相對設(shè)置； 所述多個陰極板與所述第一導(dǎo)電板連接，所述多個陽極板與所述第二導(dǎo)電板連接，并 且所述多個陰極板和多個陽極板沿著含錳廢水的流動方向兩兩相鄰、彼此交錯且間隔地放 置于所述容納腔中； 所述冷卻單元用于對所述容納腔內(nèi)的含錳廢水進行降溫； 所述pH值調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)所述陰極板所在區(qū)域的pH值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述進液口和所述 排液口分別靠近所述多個陰極板和所述多個陽極板中最外側(cè)的兩個極板設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述進液口和所述 排液口設(shè)置在所述槽體的上部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述多個陽極板和 所述多個陰極板之間相互平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極板和陽極 板等間距分布。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電板和 所述第二導(dǎo)電板設(shè)置在所述槽體相對的兩個側(cè)壁的頂部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述電解裝置還包 括多個過濾袋以及設(shè)置在所述容納腔中并用于安裝所述多個過濾袋的支撐架，所述多個過 濾袋分別套裝于所述多個陰極板中每一個陰極板之外。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻單元包括 設(shè)置在所述容納腔內(nèi)壁面上的冷卻盤管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括通 過管道與所述進液口連接的蠕動泵。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錳廢水的回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述含錳廢水是釩 渣經(jīng)鈣化焙燒和酸浸工藝所產(chǎn)生的沉釩廢水，所述系統(tǒng)還包括對所述沉釩廢水進行預(yù)處理 以去除沉釩廢水中的釩、磷、鐵、膠質(zhì)以及微細顆粒的電解錳合格液的預(yù)處理裝置。
【文檔編號】C02F1/461GK203904040SQ201420195785
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】蔣波, 謝虎, 周興, 楊東升, 王江, 張奎 申請人:攀鋼集團工程技術(shù)有限公司, 攀枝花攀鋼集團設(shè)計研究院有限公司