含鋁、鎂及錳的排水的排水處理方法
【專利說明】含鋁、鏌及錳的排水的排水處理方法
[00011本申請是同名發明名稱的中國專利申請第201180011210.5號的分案申請，原案國 際申請號為PCT/JP2011/050112,國際申請日為2011年1月6日。
技術領域
[0002] 本發明涉及從同時含鋁、鎂、錳的硫酸酸性排水中把錳與鎂加以分離而除去的方 法。
【背景技術】
[0003] 工廠產生的排水中有時含有來自工序及原料的重金屬，不能直接排至河川及海域 等的體系外。因此，把上述這樣的排水，例如，專利文獻1中所示的方法，是采用送至排水處 理工序，添加中和劑，調整pH，含有的金屬離子作為氫氧化物等形態的沉淀物從排水分離， 該重金屬分離后的排水排至體系外的方法。
[0004] 然而，當重金屬作為沉淀物從排水中進行分離時，重金屬在沉淀物中不易被穩定 固定，這種處理有時需要很多操作及成本。例如，當為含錳的酸性排水時，為了錳作為氫氧 化物的沉淀被穩定固定，所以排水的pH必需調至8~10范圍。因此，必需大量添加氫氧化?丐 等堿性糊狀物，把排水從強酸性中和至堿性。
[0005] 另外，例如，礦石用酸浸出，回收貴金屬后產生排水時，除錳外多數還含鎂。由于該 鎂對環境不產生影響，故不必像錳那樣從排水中除去，但為了在錳沉淀處理時，同時形成沉 淀物，鎂生成沉淀物而消耗所需量的中和劑，故需大于生成錳的氫氧化物所必要的化學當 量的中和劑。因此，中和劑使用量的增加，招致成本上升，同時產生沉淀的量也增加，其處理 操作也增加等，是不理想的。另外，當沉淀的量增加時，沉淀中的錳品位相對降低，錳作為資 源加以再利用時，以成本不利等的蔽端產生。
[0006] 因此，例如，專利文獻2公開了從含鎂與錳的酸性溶液中優先除去錳的方法。
[0007] 該專利文獻2公開的方法，酸浸出氧化鎳礦石而得到的含錳1~3g/L及鎂2~15g/L 的酸性溶液中，添加中和劑調整溶液pH至8.2~8.8的范圍，同時，添加空氣、氧、臭氧或過氧 化物，把通過銀-氯化銀電極測定的氧化還原電位(ORP)保特在50~300mV的范圍，錳被優先 沉淀加以除去的方法。
[0008] 通過采用該方法，由于錳比鎂先除去，所以可以抑制中和劑用于生成鎂沉淀的消 耗，節約中和劑的使用量。
[0009] 現有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1:日本特開2005-125316號公報 [0012]專利文獻2:日本專利第3225836號公報(第1頁）
【發明內容】
[0013]發明要解決的課題
[0014] 然而，專利文獻2公開的把硫酸浸出氧化鎳礦而得到的硫酸酸性溶液進行硫化，鎳 作為硫化物分離后得到的液體中，除鎂與錳外，多數還含鋁，這種含鋁的酸性水溶液進行排 水處理時，也可以采用專利文獻2公開的方法，相當量的鎂也與錳一起沉淀，故必需過量使 用中和劑。
[0015] 該中和劑的過量使用，其具體例子如下所示。首先，把錳濃度3.4g/L、鎂濃度8.4g/ L、鋁濃度0.5~2. Og/L的硫酸酸性水溶液放入容量0.2升的燒杯中，用水浴將液溫保持在50 °C。然后，往該水溶液中添加濃度20質量％的氫氧化鈣糊狀物，調整pH至8.0，在該pH達到穩 定之時，溶液的氧化還原電位(ORP)，邊以銀-氯化銀電極作為參照電極進行測定，邊從栗把 純氧氣以每分鐘1升的流量向燒杯內的液體內吹入，保持30分鐘。此時的氧化還原電位為 200mV左右。其次，把燒杯內的溶液進行固液分離，分析回收的沉淀物，算出鋁與鎂的除去 量。
[0016] 如圖1所示可知，沉淀物中的鎂與鋁的摩爾比(Mg/Al)保持達到大概2左右的比例， 由于鎂也進行沉淀，故中和劑必需富裕。
[0017] 這樣，在上述進行氧化與中和的專利文獻2中記載的處理方法中，由于是含鋁的排 水，鎂與錳發生共沉淀不能被抑制，是不經濟的。因此，要求一種從含鋁、鎂及錳的硫酸酸性 溶液，抑制鎂的沉淀，使錳沉淀加以分離的方法。
[0018] 還有，本發明提供從含鋁、鎂及錳的硫酸酸性排水中有效地選擇去除錳的排水處 理方法。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 用于解決如此課題的本發明的第1發明，涉及排水處理方法，其特征在于，從含鋁、 鎂及錳的硫酸酸性排水中經過下列（1)~(5)的工序，得到鎂的沉淀受到抑制而錳被沉淀分 離的脫錳排水。
[0021 ] (1)通過向硫酸酸性排水中添加酸或堿，將排水的pH調整到4.0以上6.0以下的范 圍內，使上述硫酸酸性排水分離為脫鋁后液體與鋁沉淀物的工序。
[0022] (2)向上述(1)的工序中得到的鋁沉淀物中添加糊狀物化溶液而形成糊狀物，然后 添加堿，將pH值調整到9.0以上9.5以下的范圍內，形成pH調整后鋁沉淀物糊狀物的工序。 [0023] (3)往上述（1)工序得到的脫鋁后液體中添加堿，進行pH調整，把pH調至8.0以上 9.0以下的范圍，然后，添加氧化劑，進行氧化中和，形成氧化中和后糊狀物的工序。
[0024] (4)把上述(3)工序中得到的氧化中和后糊狀物進行固液分離，分離為錳沉淀物與 脫錳排水的工序。
[0025] (5)把上述(2)工序中得到的pH調整后鋁沉淀物糊狀物進行固液分離，分離為氫氧 化鋁沉淀物與濾液的工序。
[0026]本發明的第2發明涉及的排水處理方法，其中，在第1發明中從上述（1)至（3)工序 的pH調整中使用的堿為包含上述氫氧化鋁沉淀物、上述濾液、上述脫錳排水、碳酸鈣、氫氧 化鈣、氧化鈣、消石灰、氫氧化鈉、氫氧化鉀的任何一種以上的堿。
[0027]本發明的第3發明涉及的排水處理方法，其中，在第1至第2發明的上述(2)工序中， 向鋁沉淀物添加的糊狀物化溶液為水、堿水溶液、上述氧化中和后糊狀物、上述脫錳排水、 上述pH調整后鋁沉淀物糊狀物、上述濾液的任一種以上。
[0028]本發明的第4發明涉及的排水處理方法，其中，在第1至第3發明的上述(3)工序中 向進行了 pH調整的脫鋁后液體中添加的氧化劑為空氣、臭氧氣、過氧化氫溶液、二氧化硫氣 體、氧的任一種以上。
[0029] 本發明的第5發明涉及的排水處理方法，其特征在于，在第1至第4發明的向儲藏在 高壓容器內的在上述(3)工序中進行了 pH調整的脫鋁后液體中添加的氧化劑。
[0030] 本發明的第6發明涉及的排水處理方法，其特征在于，在第1至第5發明中的上述硫 酸酸性排水是通過將氧化鎳礦石中含有的鎳及鈷用高壓酸浸出法通過硫酸浸出，中和得到 的硫酸酸性溶液，分離雜質，硫化得到的中和后液體，將鎳及鈷作為硫化沉淀物進行分離后 得到的液體。
[0031] 本發明的第7發明涉及的排水處理方法，其特征在于，在第1至第6發明的從通過上 述（5)工序的pH調整得到的氫氧化鋁沉淀物分離出的濾液，作為堿反復添加到上述（1)、 (2)、（3)中的任何1個以上工序中。
[0032]發明效果
[0033]按照本發明，可以發揮以下所示的工業上顯著的效果。
[0034] (a)從含鋁、鎂及錳的硫酸酸性排水，抑制鎂的共沉淀，分離錳。
[0035] (b)由于減少了必需添加的中和劑量，成本降低。
[0036] (c)由于發生的沉淀物量減少，可減小設備容量，壓縮投資。同時，從節約廢棄物堆 放場所的容積等環境方面考慮也是優選的。
[0037] (d)由于鎂的沉淀被抑制，沉淀物中的錳品位上升，錳被資源化加以再利用，成本 降低。
【附圖說明】
[0038] 圖1為表示鎂的除去量相對鋁的除去量的關系之圖。
[0039]圖2為表示根據保持時間的液體中的Mn濃度、Mg濃度、Al濃度、及Fe濃度的變化之 圖
[0040] 圖3為表示根據空氣或純氧氣的壓力與反應時間(保持時間）的Mn濃度變化之圖。
[0041] 圖4為表示伴隨著空氣或純氧氣的壓力與反應時間（保持時間）的Mg濃度變化之 圖。
[0042]圖5為表示根據保持時間的液體中Mn濃度、Mg濃度、Al濃度、及Fe濃度的變化之圖。
[0043] 圖6為表示中和反應的pH與中和劑量的關系之圖。
[0044] 圖7為本發明的排水處理方法的工序流程圖。
[0045] 圖8為實施例3中排水處理方法的工序流程圖。
[0046] 圖9為比較例1的工序流程圖。