微纳米臭氧对硫酸锌生产工艺中Fe2+、Mn2+去除

周文, 张锐, 王清良, 王红强, 胡鄂明, 雷治武, 马晋芳, 李昊. 微纳米臭氧对硫酸锌生产工艺中Fe2+、Mn2+去除[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.011
引用本文: 周文, 张锐, 王清良, 王红强, 胡鄂明, 雷治武, 马晋芳, 李昊. 微纳米臭氧对硫酸锌生产工艺中Fe2+、Mn2+去除[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.011
Zhou Wen, Zhang Rui, Wang Qingliang, Wang Hongqiang, Hu Eming, Lei Zhiwu, Ma Jinfang, Li Hao. Experimental Study on the Removal of Fe2+ and Mn2+ from Zinc Sulfate Water by Micro-nano Ozonation[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.011
Citation: Zhou Wen, Zhang Rui, Wang Qingliang, Wang Hongqiang, Hu Eming, Lei Zhiwu, Ma Jinfang, Li Hao. Experimental Study on the Removal of Fe2+ and Mn2+ from Zinc Sulfate Water by Micro-nano Ozonation[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.011

微纳米臭氧对硫酸锌生产工艺中Fe2+、Mn2+去除

  • 基金项目: 湖南省研究生重点创新项目:CO2+微纳米O2(O3)氧化浸出砂岩铀矿机制研究
详细信息
    作者简介: 周文(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向为湿法冶金
    通讯作者: 王清良(1969-),男,教授,博士,主要从事溶浸采矿(铀)、湿法冶金等的研究
  • 中图分类号: TD982

Experimental Study on the Removal of Fe2+ and Mn2+ from Zinc Sulfate Water by Micro-nano Ozonation

More Information
  • 硫酸锌生产过程中,铁锰的存在会对硫酸锌生产结晶工艺造成不利影响,降低MgSO4·7H2O的产品纯度。传统化学处理方法成本较高且易引入新的杂质离子,为获得高质量硫酸锌,开发新的铁锰去除工艺十分重要。本实验采用微纳米气泡和臭氧氧化相结合技术,探究了不同气源、温度、CaCO3投加方式与投加量等条件因素对Fe2+、Mn2+氧化效果的影响,分析该技术在实际生产应用中的可行性。实验结果表明:以臭氧为气源,铁锰去除率达99.5 %,远大于以空气和氧气为气源;温度升高会影响微纳米气泡稳定性与臭氧溶解度,不利于Fe2+、Mn2+的氧化,最高温度18℃时,Mn2+的处理时长相对24℃时缩短了12.5%;CaCO3的投加较大幅度提高了微纳米臭氧除铁锰效率,每15 min以0.44 g/L相对用量投加CaCO3时,CaCO3有效投加总量为17.6 g,铁锰完全去除耗时约50 min,相对于不投加CaCO3时处理时长缩短了33%。间歇式投加效果优于一次性投加,消耗的CaCO3量更少。

  • 加载中
  • 图 1  微纳米臭氧(氧气)氧化原液中Fe2+、Mn2+装置流程

    Figure 1. 

    图 2  不同气源条件下Fe2+、Mn2+氧化过程中浓度与对应去除率变化

    Figure 2. 

    图 3  不同温度条件下Fe2+、Mn2+的氧化效果

    Figure 3. 

    图 4  不同CaCO3投加频率条件下Mn2+的氧化效果

    Figure 4. 

    图 5  不同CaCO3一次投加量条件下Mn2+的氧化效果

    Figure 5. 

    表 1  原液中主要成分含量

    Table 1.  Content of main components in the stock solution

    成分Fe2+ Mn2+ Zn2+Cr3+
    含量/(mg·L-11805305×10450
    下载: 导出CSV
  • [1]

    陈莹博, 王磊, 马洁珺, 等. 氧化法去除废旧锂电池正极材料酸浸液中锰的研究[J]. 有色金属工程, 2020, 10(1):55-61. doi: 10.3969/j.issn.2095-1744.2020.01.009

    CHEN Y B, WANG L, MA J J, et al. Study on the removal of manganese in the acid leaching solution of cathode materials of waste lithium batteries by oxidation method[J]. Non-Ferrous Metal Engineering, 2020, 10(1):55-61. doi: 10.3969/j.issn.2095-1744.2020.01.009

    [2]

    Michèle B. Heeb, Kristiana I, Trogolo D, et al. Formation and reactivity of inorganic and organic chloramines and bromamines during oxidative water treatment[J]. Water Research, 2016, 110:91.

    [3]

    孙国斌, 鄢曙光, 汪小毅, 等. 新型气泡发生器的结构设计和优化模拟研究[J]. 矿产综合利用, 2018(3):144-147+25. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2018.03.031

    SUN G B, YAN S G, WANG X Y, et al. Research on the structure design and optimization simulation of a new type of bubble generator[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2018(3):144-147+25. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2018.03.031

    [4]

    LI H Z, HU L M, SONG D J, et al. Subsurface transport behavior of micro-nano bubbles and potential applications for groundwater remediation[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2014, 11(1):473-486.

    [5]

    翟伟哲, 王永刚, 王旭, 等. 微纳米气泡的特性及在水处理技术上的应用研究[J]. 环境科学与管理, 2018(7):95-98. doi: 10.3969/j.issn.1673-1212.2018.07.022

    ZHAI W Z, WANG Y G, WANG X, et al. Characteristics of micro-nano bubbles and their application in water treatment technology[J]. Environmental Science and Management, 2018(7):95-98. doi: 10.3969/j.issn.1673-1212.2018.07.022

    [6]

    熊永磊, 杨小丽, 宋海亮. 微纳米气泡在水处理中的应用及其发生装置研究[J]. 环境工程, 2016(6):23-27. doi: 10.13205/j.hjgc.201606006

    XIONG Y L, YANG X L, SONG H L. Application of micro-nano bubbles in water treatment and research on its generating device[J]. Environmental Engineering, 2016(6):23-27. doi: 10.13205/j.hjgc.201606006

    [7]

    杨丽, 陈海军, 杨谋存, 等. 微纳米气泡发生装置及其应用的研究进展[J]. 石油化工, 2014(10):1206-1213. doi: 10.3969/j.issn.1000-8144.2014.10.018

    YANG L, CHEN H J, YANG M C, et al. Progresses in research and application of micro-nano bubble generating device[J]. Petrochemical Technology, 2014(10):1206-1213. doi: 10.3969/j.issn.1000-8144.2014.10.018

    [8]

    温舒涵, 姚沁坪, 李炜琦, 等. MnO2陶粒臭氧氧化催化剂的制备及其性能[J]. 化工环保, 2018(2):157-163. doi: 10.3969/j.issn.1006-1878.2018.02.006

    WEN S H, YAO Q P, LI W Q, et al. Preparation and performance of MnO2 ceramsite ozone oxidation catalyst[J]. Environmental Protection of Chemical Industry, 2018(2):157-163. doi: 10.3969/j.issn.1006-1878.2018.02.006

    [9]

    徐璐, 何兰军, 杨耀辉, 等. 从云南某锌浸出渣中回收锌锗的试验研究[J]. 矿产综合利用, 2020(1):116-119+75. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.01.024

    XU L, HE L J, YANG Y H, et al. Experimental study on recovery of zinc and germanium from a zinc leaching residue in Yunnan[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(1):116-119+75. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.01.024

    [10]

    刘天明, 王頔, 胡光楠, 等. 生物法处理含铁锰地下水的研究进展[J]. 辽宁化工, 2015(7):911-914. doi: 10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2015.07.049

    LIU T M, WANG D, HU G N, et al. Research progress of biological treatment of groundwater containing iron and manganese[J]. Liaoning Chemical Industry, 2015(7):911-914. doi: 10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2015.07.049

    [11]

    李圭白, 梁恒, 余华荣, 等. 锰质活性滤膜化学催化氧化除锰机理研究[J]. 给水排水, 2019(5):6-10+75. doi: 10.13789/j.cnki.wwe1964.2019.05.001

    LI G B, LIANG H, YU H R, et al. Study on the mechanism of manganese active filter membrane chemical catalytic oxidation to remove manganese[J]. Water & Wastewater, 2019(5):6-10+75. doi: 10.13789/j.cnki.wwe1964.2019.05.001

    [12]

    黄磊, 唐琪玮, 黄思远, 等. 臭氧氧化技术及其在水处理领域的发展[J]. 净水技术, 2018, 37(S1):106-112. doi: 10.15890/j.cnki.jsjs.2018.s1.028

    HUANG L, TANG Q W, HUANG S Y, et al. Ozone oxidation technology and its development in the field of water treatment[J]. Water Purification Technology, 2018, 37(S1):106-112. doi: 10.15890/j.cnki.jsjs.2018.s1.028

    [13]

    常佳伟, 樊金梦, 王伟, 等. 旋转填充床中臭氧氧化处理兰炭废水生化出水[J]. 化工环保, 2020(2):131-136. doi: 10.3969/j.issn.1006-1878.2020.02.004

    CHANG J W, FAN J M, WANG W, et al. Ozone oxidation treatment of biochemical effluent from blue charcoal wastewater in a rotating packed bed[J]. Environmental Protection of Chemical Industry, 2020(2):131-136. doi: 10.3969/j.issn.1006-1878.2020.02.004

  • 加载中

(5)

(1)

计量
  • 文章访问数:  1430
  • PDF下载数:  252
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2020-05-21
刊出日期:  2022-08-25

目录