一種釩冶煉廢水的全循環技術的製作方法
2023-05-30 00:31:46 3
一種釩冶煉廢水的全循環技術的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種處理釩冶煉廢水且將其全循環的方法。該方法是採用物理化學沉澱法與RO膜處理技術相結合的處理工藝，不僅很好的處理了廢水中的各種汙染物質，並且將廢水回用到釩冶煉相關工藝中，實現了釩冶煉廢水的零排放。該方法大大節省了水資源，降低了釩冶煉工藝中添加劑的用量，沉澱後可以回收金屬資源。本發明的處理方法主要包括廢水沉澱、pH調節、重金屬離子還原、混凝沉澱、吸附除砷、機械過濾、活性炭過濾、機密過濾、RO反滲透膜處理及各廢水回用至釩冶煉相關工藝階段等步驟。該工藝具有運行周期長、處理效果好、釩冶煉廢水零排放、節省NaCl和NaOH的用量等特點。其特徵在於，將物理化學沉澱法和RO反滲透膜處理技術完美結合，並結合各階段廢水的特徵，變廢為寶，回用至釩冶煉相關工藝階段。
【專利說明】一種釩冶煉廢水的全循環技術
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用「物理化學沉澱法+RO反滲透」處理釩冶煉廢水中離子交換水的清潔工藝，特別是一種釩冶煉廢水的全循環技術，具體地說是採用物理化學方法處理釩冶煉廢水中重金屬，再經過RO反滲透膜處理，透析液回用至浸釩工藝階段，濃縮液回用至解析離子交換樹脂階段；沉釩尾水回用至成球階段。
【背景技術】
[0002]金屬釩及其化合物是重要的戰略物資，作為合金元素加入鋼中可細化晶粒、改善鋼的性能，在鑄鐵中加入0.1~0.15%的釩可顯著提高鑄件的強度、韌度及耐磨性。五氧化二釩主要作為冶煉高釩鐵等釩產品的原料和硫酸生產、石油裂解及某些高分子合成的催化劑。釩是一種稀有的的過渡金屬，它的礦物一般與其他金屬的礦物混合在一起，釩一般被用在材料工程中作為合金的成分，以釩鐵(及其他釩合金)、釩化合物和金屬釩的形式廣泛用於冶金、宇航、化工等工業部門。生產V2O5的廢水中含有一定濃度的、釩、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷和總汞等，其對人體和水生動植物具有非常嚴重的毒害作用，且在環境中難以降解，是危害極大的汙染源。
[0003]從含釩石煤中提煉五氧化二釩的生產技術較多，歸納起來主要是下列四種方法:高鈉焙燒水浸制釩工藝；(無鈉焙燒酸浸制釩工藝；低鈉焙燒水浸制釩工藝；鈣化焙燒酸浸制釩工藝。高鈉焙燒水浸制釩工藝是比較早期的提釩方法，因工藝落後，廢氣、廢水汙染十分嚴重，五氧化二釩總回收率低，提釩造價高而被淘汰；無鈉焙燒酸浸制釩工藝，需要用硫酸、燒鹼、鍋爐蒸汽，雖能解決氯化氫氣體汙染問題，但大量廢水汙染十分嚴重，職工勞動強度大而逐步被新工藝所代替。目前已有多家新建釩廠採用「低鈉焙燒一水浸取一離子交換提釩」工藝。該工藝生產五氧化二釩，煙氣中氯化氫含量低，經鹼液洗滌完全可以達到國家規定的排放標準。因工藝過程中不用酸，不用鹼，因此廢水汙染很小，廢渣屬一般固體廢棄物可以進行綜合利用，加上工藝流程短，設備造價低，投資小。操作方便，產品質量高，五氧化二釩純度高達99%，五氧化二釩總回收率大於60%。此工藝中主要產生以下兩種廢水:經過離子交換提釩後的離子交換水和沉釩尾水。本專利是針對這種提釩工藝中廢水的處理及全循環技術。
[0004]目前，國內外含釩廢水的處理方法可分為四大基本類型，即物理法、化學法、物理化學法和生物法。物理法主要有硅藻土吸附法、活性炭吸附法等；化學法主要有鐵屑(或硫酸亞鐵)沉澱法、二氧化硫沉澱法、钁鹽法等；物理化學法主要有離予交換法、TBP萃取法、反滲透法、電解法等；生物法主要有厭氧和好氧生物法。現在工業上對於含釩廢水處理大都採用化學沉澱法和離子交換法，其中主要包括鐵屑(或硫酸亞鐵)沉澱法、二氧化硫沉澱法和離子交換法。鐵屑(或硫酸亞鐵)沉澱法易產生腐蝕鈍化的現象，從而影響淨水效果的穩定性，同時處理費用比較昂貴，操作複雜；二氧化硫沉澱法中還原劑SO2的來源問題嚴重限制了此種方法的實際應用範圍。
[0005] 以上這些方法處理釩冶煉廢水都存在一個嚴重的問題,對於廢水中的高鹽度和高氯離子含量無法解決，很多不能達到排放標準。本專利採用物理化學法與RO反滲透膜處理相結合，並且將各階段處理後的水回用到提釩工藝的其他工藝階段，實現了廢水的零排放。很好的解決了以上兩個問題。
【發明內容】
[0006]本發明正對現有的釩冶煉廢水處理工藝的缺點，採用切實有效的技術處理措施，開發了一種有效根治提釩廢水汙染的新工藝，並實現廢水的零排放，即一種釩冶煉廢水的全循環技術。
[0007]本發明的目的是這樣來實現的，其方法步驟為:
[0008]1)將離子交換水至於沉澱池內靜置6~9h，待粗渣沉降；
[0009]2)在室溫條件下，調節提釩廢水溶液pH為4.0~6.0，
[0010]3)待pH調節好後，向池內投加還原劑，使廢水中Cr5+和V5+還原成Cr3+和V3+，停留時間為4-6h ；
[0011]4)還原後，向池內投加鹼進行沉澱反應，l_2h後投加絮凝劑，使之產生碩大的礬花，便於沉澱；
[0012]5)澄清後的廢水通入除砷罐，出去廢水中大部分砷；
[0013]6)經過除砷罐後，再進入RO膜處理的預處理階段；
[0014]7)最後進入RO反滲透膜處理，出水包括清水的濃縮水，清水回用至釩的浸取階段，濃縮水再調節Na+和Cl—的含量後，回用至離子交換樹脂解析釩的階段；
[0015]8)沉釩尾水的水量相對較小，可以全部回用至成球階段。
[0016]本發明相比傳統方法具有以下優勢:
[0017]本發明針對現有提釩廢水處理的技術難題，通過物理化學沉澱法和RO反滲透膜處理相結合的工藝，不僅能處理廢水中的各種重金屬離子，而且對於釩冶煉廢水中氯離子和鹽度高的難題也得到很好的處理；最重要的是，通過與處理結合，很好的把各種廢水都回用至釩冶煉的其他工藝階段，做到了零排放，不僅處理了廢水，而且節約了水資源和工業用鹽等。可見，本發明的工藝採用了物理化學沉澱法和RO反滲透膜處理技術相結合的工藝，同時將處理後的各類廢水回用至釩冶煉的相關工藝階段。該方法操作簡單方便，反應快速，又能充分節約水資源，循環利用了工業用鹽，且能回收沉澱後的重金屬資源，具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是釩冶煉廢水處理的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過實施實例進行說明:湖南某提釩廠實際水樣中，主要重金屬離子的濃度見表1，該提釩廢水呈弱鹼性，PH值為6~9，廢水中第一類汙染物的V、Cr6+、Cd、Cr、As、Cu、NH3-NXl-含量較高，遠遠高於《釩工業汙染物排放標準》(GB26452-2011)中新建釩礦企業水汙染排放限值，具體指標見表2。
【權利要求】
1.一種處理釩冶煉廢水中離子交換水的清潔工藝，特別是一種釩冶煉廢水的全循環技術，其特徵在於，將物理化學沉澱法與RO反滲透膜處理技術相結合處理釩冶煉廢水中的離子交換廢水，然後將其中各種處理後的水合理回用至提釩工藝的相關階段。
2.根據權利要求1所述的一種處理釩冶煉廢水中離子交換水的清潔工藝，其特徵在於，包括以下步驟: a.經初步沉澱後的離子交換廢水，調節pH至4~6，再投加還原劑，使高毒性的Cr6+和V5+被還原成相對毒性較低的Cr3+和V3+，緊接著向廢水中投加鹼進行沉澱反應，0.5h後加入絮凝劑，加速沉澱，大部分重金屬被沉澱下來，進行後續處理； b沉澱充分後，澄清池中的廢水進入除砷罐； c廢水經過除砷罐的吸附後，來到機械過濾階段，然後經過活性炭吸附過濾器，最後進入精密過濾器，保證反滲透膜進水的參數指標； d經精密過濾器後的出水作為RO反滲透膜的進水，滿足進水的要求後，啟動高壓閥，調節濃水閥將水壓調至l.0Mpa以上，整個裝置開始運行，調節進出口壓力和比例，濃縮液進入到濃縮水池，透析液進入到清水池並回用至浸釩工藝階段。
3.根據權利要求2所述的一種釩冶煉廢水的全循環技術，其特徵在於，透析液直接回用至浸釩工藝階段，由於透析液的水質由於自來水，回用後生產的釩的純度有所提高；向濃縮液中補充工業 鹽，將濃縮液的Na+和Cl—的濃度調節到滿足解析工藝的濃度，然後回用至離子交換樹脂解析工藝段。
4.根據權利要求1所述的一種釩冶煉廢水的全循環技術，其特徵在於，低鈉焙燒一水浸取一離子交換提釩的提釩工藝產生的沉釩尾水的量相對較小，可以完全回用至成球階段，且能減少焙燒時酸性氣體的產生。
【文檔編號】C02F101/20GK103880218SQ201410119051
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】楊春平, 羅鍾兵, 何慧軍, 曾光明, 駱其超, 羅聖熙, 郭俊元, 李長玲, 謝更新 申請人:湖南大學