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目前我国80%以上的四氧化三锰采用电解金属锰悬浮氧化法生产,采用该法生产每吨Mn3O4用水量为5-20t水,废水中含锰离子约为500mg·L-1,含铵根离子达400mgL-1左右,均远大于国家污水排放标准。工业上一般采用的氧化钙沉淀除锰-吹脱除氨的处理工艺难以保证废水的达标排放。为解决该问题,本论文提出了沉淀法除锰与离子交换法除钙镁离子相结合的新工艺将废水处理后循环利用。主要研究内容如下：首先通过热力学分析论证了沉淀法除锰与离子交换法除钙镁联合的废水处理工艺的可行性：针对四氧化三锰生产废水进行了沉淀除锰的热力学分析,得出在Mn2+-Mg2+-NH4+-OH--H2O体系中pH值为10时可以深度去除水中的Mn2+；进行了氨型D113树脂吸对钙、镁的等温吸附研究,结果表明D113树脂对钙镁离子的吸附更符合Fredundlich模型,吸附反应可以自发进行,该吸附过程是熵值增加的吸热过程,温度升高利于树脂对钙镁的吸附。通过实验研究确定了沉淀除锰反应最佳实验条件为：反应时间30min、浓氨水加入量为废水体积的0.4%、双氧水的加入量为废水体积的0.1%。在该条件下进行扩大实验,废水中的Mn2+浓度由450mg·L-1降低到0.035mg·L-1, Mn2+的去除率达到99.993%。进行了动态吸附和解吸析实验,表明D113树脂对钙镁离子的吸附率几乎为100%,盐酸作为解析剂解析率为99.06%。液体流速越慢,树脂对阳离子吸附效果越好,工作容量越大。采用上述新工艺处理后废水为水源,模拟工业四氧化三锰生产条件进行废水返回生产三次循环使用的小实验,产出产品全部达到质量标准。进行了工业化实验：在加入废水体积0.4%的工业氨水、加入废水体积0.1%的工业双氧水、搅拌60r-min-1、反应时间1h的实验条件下,Mn2+含量由491.5mg·L-1下降到0.026mg·L-1,锰去除率达到了99.995%；在高4m,直径1.5m,装入树脂2t的离子交换器中,液体速度约为5.7m-h-1,能将废水中的钙镁离子去除彻底。以Mg2+浓度达到0.5mg·L-1作为穿漏点,树脂的一个再生周期达到10天,树脂的实际工作交换容量为1208mmol·L-1；采用新工艺净化的废水循环使用所产出的四氧化三锰产品经国家授权的质检部门检验均达到了合格质量标准。图23幅,表28个,参考文献87篇。