酸性矿山废水中锌铁锰的分离及回收

采用机械活化硫精矿吸附,氧化沉淀以及氧氧化钠沉淀处理酸性矿山废水,使废水中锌、铁、锰得到分离与回收.当酸性矿山废水pH为1.83,锌、铁和锰质量浓度分别为150,2 900和315mg/L时,在10L酸性矿山废水中加入活化硫精矿975 g,反应20 min后,锌残留质量浓度为1.33 mg/L,锌去除率达到99.08％.废水经除锌后,取10L废水,当废水pH为6.92,空气流量为500mL/min,反应时间为2.5h时,铁和锰残留质量浓度分别为97.96和290.55mg/L,铁、锰去除率分别为98.28％和18.45％.XRD分析表明:氧化沉淀渣为Fe3O4和a-FeOOH,渣中铁含量为52.73％;废水经除铁后用氢氧化钠溶液调节pH至11.01,反应时间为30min时,废水中锰残留质量浓度为1.15 mg/L,所得锰渣锰含量达到34.47％;除锰废水经硫酸调节pH为7后达GB 8978-1996排放标准.     

合成纳米锰钾矿去除废水中Cd2+的实验研究

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd(Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2h;在Cd2+质量浓度为50mg·L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6%.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

Removal of Cd (Ⅱ) by Synthetic Nanocryptomelane from Sewage

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd (Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2 h;在Cd2+质量浓度为50 mg · L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6％.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

运用铁氧体沉淀法处理含锰废水

对铁氧体与锰共沉淀进行了中和法和氧化法两种方法的试验研究,并探讨了主要技术参数。结果表明,模拟废水中Mn2 含量在110 mg/L~310 mg/L时,常温下,Fe3 /Fe2 (质量比)=2,投料比Fe2 /Mn2 (质量比)=4,pH=10的条件下(氧化法中曝气时间t=6 m in),Mn2 的去除率可达99%以上,出水水质达到国家工业废水的排放标准。     

锰细菌氧化锰的影响因素研究

研究了锰细菌Arthrobacter sp. MN1405的生长、氧化曲线及影响其氧化锰的各种理化因素.结果表明:接种量、装液量、温度、pH、Mn2+质量浓度、Fe2+质量浓度、摇床转速等因素对锰氧化率有不同程度的影响.在培养基装液量为250mL的三角瓶装80mL,初始Mn2+质量浓度65mg/L,温度25℃,pH6.8,接种量6%,120r/min的条件下培养6d后,锰的总氧化率可达80%以上.     

铁锰氧化菌的筛选及其生物学特性研究

利用选择性培养基对所得样品进行平板初筛和摇瓶复筛,进一步研究所得菌株生物学特性及生长曲线和氧化曲线,设置不同的pH梯度和温度梯度考察对菌种生长的影响.成功地从12个样品中分离得到2株高效铁锰氧化细菌,在含铁离子和锰离子分别为160 mg/L和65 mg/L的培养液中,对Fe2+去除率接近100%,对Mn2+去除率达85%以上,表明2株菌均为革兰氏阴性菌.铁的去除时间与菌体对数生长期相对应,而锰的去除稍迟,表明25～28 ℃,pH6.8～7.5为菌体最佳生长条件.     

耐铅锌微生物对矿山酸性废水中Zn2+和pb2+吸附性能分析

以分离于某铅锌矿选矿废水排水沟土壤中的菌株T1为对象,研究重金属离子Zn和Pb初始质量浓度、pH、吸附时间、吸附温度和菌体浓度等因素对菌株T1吸附矿山酸性废水中Zn2+和pb2+的影响.结果表明:考虑处理效果与经济成本的优化,在Zn2+和pb2+的初始质量浓度分别为100 mg/L和30 mg/L,溶液pH4.0,菌体质量浓度3g/L,吸附时间6h,温度30℃的条件下,菌体T1对Zn2+和pb2+的最大吸附率分别为79.86％和69.04％,此时吸附量分别为26.62 mg/g和6.9 mg/g.在一定的质量浓度范围内(Zn2+为25～125 mg/L,pb2+为10～50 mg/L),菌株T1吸附Zn2+和pb2+的过程符合Langmuir等温吸附方程,该过程以表面吸附为主.     

硫酸盐还原菌处理镍磁黄铁矿硫酸浸出废水

从高碑店污水处理厂的活性污泥中分离纯化得到硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB),并以稻壳作为吸附载体将其固定在连续上升流厌氧填充床反应器中,处理镍磁黄铁矿硫酸浸出废水中的金属离子,同时研究不同进样速率下SRB对Ni2+和Fe2+的去除率及出水pH的变化.实验结果表明:当废水中Ni2+和Fe2+初始质量浓度分别为190mg/L和110mg/L、进样速率为2 200 mL/(d.L)(水力停留时间630min)、pH为5.6时,出水中Ni2+和Fe2+质量浓度分别为0.4～1.0 mg/L和0.3 mg/L,去除率(质量分数)在99％以上;单位反应器容积对Ni2+和Fe2+的去除率分别可达418～684 mg/(d·L)和242～396mg/(d·L),且处理效率稳定;出水pH达到7.2,且稳定运行.随着进水速率的增加,Ni2+和Fe2+去除率逐渐降低,当进样速率增大到9 000 mL/(d·L)(水力停留时间130min)时,SRB对Fe2+的去除率在90％左右,而Ni2+的去除效率仅为75％;出水pH仅能达到6.4.     

壳聚糖交联酸改性粉煤灰的制备及对Mn~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和酸改性粉煤灰为原料,制备壳聚糖交联酸改性粉煤灰吸附剂.利用SEM、XRD、FTIR对其结构进行表征,考察其制备及吸附条件对Mn2+去除率的影响.结果表明:制备时,当壳聚糖与酸改性粉煤灰的质量比为1∶10,交联剂用量为2 mL/g;吸附时,废水pH为9,吸附时间为90 min,吸附剂用量为10 g/L时,Mn2+去除率为98.7%.     

无电压作用离子交换膜分离去除水中锰离子的研究

研究了离子交换膜在无外加电压的条件下分离去除原水中锰离子的技术,探讨了锰离子浓度、补偿离子钾离子摩尔浓度、水力搅拌速度、温度和水力停留时间(HRT)等对去除效果的影响.实验结果表明,当原水中二价锰离子初始摩尔浓度为0.072 7 mmol/L(即4 mg/L)左右时,在下述的实验条件下:水温为(25±1)℃,水力停留时间HRT为6 h,水力搅拌速度为(600±25)r/min,补偿离子钾离子的摩尔浓度是原水中锰离子摩尔浓度的20倍,锰离子去除率达到80%.此外,在实验装置不改变的条件下,进水锰离子摩尔浓度增加到0.727 mmol/L(即40 mg/L)左右时,去除率会降低到66%;补偿钾离子摩尔浓度与进水锰离子摩尔浓度的比值大于20后,再增加其比值,对去除率影响不大;降低搅拌速度到(300±25)r/min,去除率降低到51%;降低水温到(16±1)℃,去除率降低到60%;水力停留时间(HRT)大于6 h后,再增加水力停留时间到12 h,去除率无明显改变.     

一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究

为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题,以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC),得到菌株生物炭耦合体系（MBC）。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水的综合处理能力,同时构建序批式间歇反应器（SBR）以探究其在废水处理中的应用潜力。实验结果表明,MBC在48 h内去除了98.46%的锰。与2个独立的实验组（生物炭组,菌株AL-6组）相比,MBC对锰的去除具有良好的协同作用。MBC对锰的平均去除率为15.87 mg/(L·h),是菌株AL-6组的1.09倍,生物炭组的14.33倍。此外,MBC对氨氮的最大去除率为71.92%,对钙镁离子也有一定的去除效果,分别为41.46%和26.95%。在SBR中,MBC能去除90.1%的锰和85.44%的氨氮。结果表明,微生物固定化具有巨大的应用潜力,可用于处理电解锰渣复合污染废水。     

改性河砂过滤处理高锰地下水

 以改性河砂为除锰滤料,对模拟地下水进行过滤处理,研究了水力停留时间、pH值、溶解氧含量、Mn²⁺质量浓度等对除锰效率的影响。结果表明,水力停留时间为24min、溶解氧为7mg／L、中性及弱碱性、原水Mn²⁺质量浓度不大于2mg／L等条件下,改性河砂过滤可使出水Mn²⁺质量浓度持续稳定在0.1mg／L以下,符合国家饮用水标准。通过对改性河砂表面滤膜的电镜扫描和X射线能谱分析,初步确定了改性河砂表面滤膜对除锰发挥了重要作用,主要机理为吸附和自催化作用。     

锰细菌的选育及其固定化除锰

从成熟滤柱中成功筛选出3种具有去除Mn2+效果较强的革兰氏阳性细菌,并对其生理生化特性进行详细研究.3种菌体适宜生长的pH值和温度范围很广,在富营养和贫营养条件下都可以良好生长,并对Mn2+去除效果很好,去除率均在86%以上,去除率增高阶段对应菌体的对数生长期阶段.采用聚乙烯醇和海藻酸钠混合包埋的方法将菌体包埋,制成的固定化颗粒机械强度高,传质性能好;固定化颗粒与廉价河砂混合填埋的柱子对贫营养模拟水中的Mn2+去除效果很好,3种菌体最大去除率均大于85.6%.     

利用成对电解法合成电催化二氧化锰和金属锰

本文利用成对电解法研究在阳极合成电催化二氧化锰的同时,在阴极沉积金属锰.结果表明,在保持阳极合成活性二氧化锰高电流效率的同时,阴极沉积金属锰的电流效率达到工业生产的最优指标.     

浸取环境对电解锰废渣中锰浸取的影响

在电解锰废渣中掺入锰矿粉,以提高锰废渣品位,探讨锰废渣中锰的硫酸法浸取回收效果.用单因素实验考察了矿渣比、液固比、浸取pH值、浸取温度和浸取时间等因素对锰浸取率的影响.实验结果表明,最佳浸取条件为：矿渣质量比3∶1、液固比3∶1（g/mL）、浸取液pH值2.0、浸取温度60 ℃和浸取时间3 h.最佳浸取条件下,锰浸取率达42.38%,与不加锰矿粉的浸取方法比较,锰浸取率提高了1.01倍.     

Alkaline pretreatment for chlorine removal from high-chlorine rhodochrosite

Chloride in manganese ore adversely affects mineral extraction. The mechanisms and the factors that influence an alkali pretreatment to removal chlorine from manganese ore were explored to eliminate hazards posed by chlorine during the electrolysis of manganese. The results showed that sodium carbonate, when used as an alkaline additive, promoted the dissolution of insoluble chloride, enhanced the migration of chloride ions, and effectively stabilized Mn2+. The optimal conditions were a sodium carbonate concentration of 0.45 mol·L-1, a liquid-solid ratio of 5:1 mL·g-1, a reaction time of 1 h, and a temperature of 25°C. The chlorine removal efficiency was greater than 95%, and the ore grade (Mn) was increased by 2.7%.     

微生物燃料电池用于低品位锰矿浸提的研究

为提高低品位锰矿的利用,实现有机废水对锰矿物粉的浸提,通过改造微生物燃料电池(MFC),在阴极反应池中增加电解室及矿物质室,构建用于锰矿湿法浸提的MFC反应器,实现有机废水与锰矿物粉的还原氧化反应的分离。结果显示,以乙酸钠为碳源,以低品位锰矿粉为阴极的MFC输出电压最高可达0.81 V,是以K₃[Fe(CN)₆]为阴极液(0.631 V)的1.23倍。在相同条件下,矿物浸提MFC对COD的去除率可达90.9%,高于对照组(87.5%),而降解时间为3 d,显著少于对照组(5.2 d)。在降解COD能力的提升上,可实现对低品位锰矿粉中MnO₂的还原,其锰含量由原矿粉的23%降至0.98%,浸提率可达95.7%。进一步通过高通量测序对阳极端菌群结构进行分析发现,其主要菌群为地杆菌属(Geobacter),相对于对照组的85%,矿物浸提MFC中该属比例占总菌群的95%。结果表明,矿物浸提MFC可有效地将有机降解与矿物浸提耦合,避免两者直接混合反应带来的二次废水污染及浸提产物硫酸锰的净化问题,在提高MFC产电效率、处理废水的同时,实现对低品位锰矿的浸提。     

Preparation of manganese sulfate from low-grade manganese carbonate ores by sulfuric acid leaching

In this study, a method for preparing pure manganese sulfate from low-grade ores with a granule mean size of 0.47 mm by direct acid leaching was developed. The effects of the types of leaching agents, sulfuric acid concentration, reaction temperature, and agitation rate on the leaching efficiency of manganese were investigated. We observed that sulfuric acid used as a leaching agent provides a similar leaching efficiency of manganese and superior selectivity against calcium compared to hydrochloric acid. The optimal leaching conditions in sulfuric acid media were determined; under the optimal conditions, the leaching efficiencies of Mn and Ca were 92.42% and 9.61%, respectively. Moreover, the kinetics of manganese leaching indicated that the leaching follows the diffusion-controlled model with an apparent activation energy of 12.28 kJ·mol-1. The purification conditions of the leaching solution were also discussed. The results show that manganese dioxide is a suitable oxidant of ferrous ions and sodium dimethyldithiocarbamate is an effective precipitant of heavy metals. Finally, through chemical analysis and X-ray diffraction analysis, the obtained product was determined to contain 98% of MnSO₄·H₂O.     

高锰酸盐预氧化强化去除藕池河原水中稳定性铁锰

采用高锰酸盐（PPC）预氧化处理强化去除洞庭湖藕池河地表水中稳定性铁锰．试验结果表明,高锰酸盐对藕池河地表水中稳定性铁锰去除效果好,但去除效果受到预氧化时间、pH值、水中本底物质浓度影响．预氧化时间30rain时,在原水锰含量低于0．71mg／L时,对锰的去除率可接近ioo％;预氧化时间为60min时,在原水铁含量低于0．6Zmg／L时,对铁的去除率可接近100％．当原水为酸性和碱性环境条件时,预氧化对铁锰的去除率较高,在中性条件下去除率则相对较低．