電解錳廢水資源回收利用新技術

        我國電解錳產能約235萬噸/年，產能全球占比達95%以上，在采礦、生產及尾渣堆放過程中產生大量含有高濃度氨、錳、鎂的硫酸鹽廢水，污染物含量超過國家規定的排放標準，如不經過收集和無害化治理，對周邊土壤、水源將會造成嚴重的污染。僅以國內某產能10萬噸/年的電解錳企業為例，就需配套處理能力2000噸/年的環保車間用于采礦、生產及尾渣堆放過程中產生的廢水集中處理；且隨著礦山逐步由露天開采轉為地下開采，礦石品位呈下降趨勢，采礦、生產及尾渣堆放過程中產生的廢水量亦呈逐步增加趨勢，但因礦山地形與地質條件限制，廢水處理系統提標擴建亦受到多種條件制約。

現有電解錳行業的廢水處理系統普遍采用化學沉淀法耦合脫氨工藝實現達標排放或回用，其中所采用的化學沉淀工藝主要為間歇操作，過程中通過在同一反應器內投加石灰及純堿，將錳、鎂、鈣等二價離子轉化為難溶性化合物予以脫除，但最終產生大量難以回收利用的混合廢渣，不僅造成了資源的浪費，且進一步增加了渣場負荷和潛在的二次污染的問題。

為助力資源節約環境友好型社會和綠色礦山建設，應對電解錳行業廢水處理能力提升和中和工序資源回用與減排需求，自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所依托自主知識產權的“連續反應-結晶-分離”核心技術，研發適用于電解錳廢水資源回收利用的“連續反應-分級提取”產業化成套工藝和技術裝備，建成3000噸/天電解錳廢水資源化連續處理示范工程，處理能力在同等占地條件下提升50%；在保證處理后廢水中金屬離子污染物指標達到排放標準的同時，實現副產氫氧化錳、氫氧化鎂、碳酸鈣分別在浸礦和中和工序回用，其中錳資源回收率達99%以上，避免電解錳廢水處理過程的廢渣排放和二次污染。

研發的電解錳廢水資源化連續處理技術，處理后產水水質指標對應達到《污水綜合排放標準》一級標準和氨氮脫除工藝要求，Mn2+≤1.04 mg/L、Ca2+≤48.80 mg/L、Mg2+≤9.60 mg/L、濁度≤0.90 NTU。電解錳廢水中錳資源沉淀回收率≥99%。在進水指標pH 6.00~8.00、Mn2+ 800~1500 mg/L、Mg2+ 800~2100 mg/L、Ca2+ 300~500 mg/L、NH3-N 1000~3100 mg/L的條件下，處理1噸廢水平均僅消耗石灰12.54 kg，純堿2.32 kg，電耗1.86 kW?h。

該技術已成功應用于廣西崇左大新錳礦“金屬錳高鹽、高氨氮和高硬度廢水預處理示范工程”。利用連續處理工藝替代原有的間歇處理工藝，使工程最大處理能力達到3000噸/天，在不增加設施占地的條件下處理能力提高50%以上；在保證處理后廢水中金屬離子污染物指標達到排放標準的同時，實現了副產氫氧化錳、氫氧化鎂、碳酸鈣分別在浸礦和中和工序回用，其中錳資源回收率達99%以上。最多每年可實現100萬噸電解錳廢水達標排放，回收錳資源1300噸，節約中和藥劑雙飛粉1700噸，減少廢渣排放超過8000噸，經濟效益、社會效益、環境效益顯著。在全國推廣應用，將有力地推動電解錳行業在廢水資源化治理方面的技術進步和節能減排，保障行業健康可持續發展，對于支撐我國生態文明和綠色礦山建設具有重要意義。