一種氧化釩生產工業廢水的處理方法

2023-12-04 16:40:11 3

一種氧化釩生產工業廢水的處理方法
【專利摘要】本發明提供了一種氧化釩生產工業廢水的處理方法，所述氧化釩生產工業廢水含有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為10-15g/L，所述方法包括以下步驟：（1）將所述氧化釩生產工業廢水進行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經過除雜的廢水，所述除雜的過程使得所述經過除雜的廢水中的釩含量低於0.01g/L，磷含量低於0.01g/L，鐵含量低於0.005g/L；（2）將所述經過除雜的廢水進行變電流電解。根據本發明的方法處理後的氧化釩生產工業廢水能夠循環使用，對產品質量無不良影響，同時能夠回收符合國家YB/T051-2003DJMnD標準的金屬錳產品，產生一定的經濟價值。
【專利說明】一種氧化釩生產工業廢水的處理方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種氧化釩生產工業廢水的處理方法。

【背景技術】
[0002] 目前，氧化釩產品主流生產工藝為"鈣化工藝"和"鈉化工藝"，其對應的工業廢水 也有兩種處理方法，"鈣化工藝"對應的處理方法為"石灰乳中和法"，"鈉化工藝"對應的處 理方法為"蒸發濃縮法"，兩種處理方法都能做到廢水循環利用，但也都存在不可避免的缺 點。"石灰乳中和法"處理成本低廉、工藝簡單、設備易實現，但是產生大量"中和石膏渣"， 環境不友好。"蒸發濃縮法"處理成本高、設備維護困難，所產生的底流渣處理也比較困難。 而且上述兩種廢水處理方法都為單一性投入，無任何經濟價值產生。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是為了克服目前氧化釩生產工業廢水處理方法存在的上述問題，提 供一種利用電解法處理氧化釩生產工業廢水的方法。
[0004] 為此，本發明提供了一種氧化釩生產工業廢水的處理方法，所述氧化釩生產工業 廢水含有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為10-15g/L，所述方法包括以下步驟：
[0005] (1)將所述氧化釩生產工業廢水進行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經過除雜 的廢水，所述除雜的過程使得所述經過除雜的廢水中的釩含量低於0. 〇lg/L，磷含量低於 0· 01g/L，鐵含量低於 0· 005g/L ;
[0006] (2)將所述經過除雜的廢水進行變電流電解。
[0007] 根據本發明的方法處理後的氧化釩生產工業廢水能夠循環使用，對最終五氧化二 釩產品質量無不良影響，同時能夠回收符合國家YB/T051-2003DJMnD標準的金屬錳產品， 產生一定的經濟價值，且電解處理廢水過程中的殘渣都能夠得到有效利用。
[0008] 本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0009] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0010] 本發明提供了一種氧化釩生產工業廢水的處理方法，所述氧化釩生產工業廢水含 有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為l〇-15g/L，所述方法包括以下步驟：
[0011] (1)將所述氧化釩生產工業廢水進行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經過除雜 的廢水，所述除雜的過程使得所述經過除雜的廢水中的釩含量低於0. 〇lg/L，磷含量低於 0· 01g/L，鐵含量低於 0· 005g/L ;
[0012] (2)將所述經過除雜的廢水進行變電流電解。
[0013] 根據本發明，氧化釩生產工業廢水主體元素為錳元素，除此之外還含有釩、磷、鐵 等多種雜質元素，如果將氧化釩生產工業廢水直接進行電解，會造成陰極板發黑、陰極腔被 釩沉澱物堵塞，從而電流效率降低，進而導致電解無法正常進行，因此，必須在電解之前先 將氧化釩生產工業廢水中的雜質元素除去，同時保證錳離子損失較少且不會引入新的雜質 元素。
[0014] 根據本發明的方法，在步驟（1)中，所述分段除雜的過程可以包括：將所述氧化釩 生產工業廢水與還原劑接觸反應並調節pH值至5-6. 5,將得到的中間廢水與CaO接觸反 應，然後在Μη02和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣。所述分段除雜的過程具體可以 包括：一段除雜，在廢水pH值為5-6. 5,加熱、攪拌的條件下，採用還原劑FeS04將廢水中的 V5+還原成V4+，水解生成V (0H) 4，將V4+離子除去。然後加入CaO,在廢水pH值為5-6. 5條件 下生成Ca3(P04)2，將P元素除去，在此過程中引入了雜質鐵和新的雜質硫酸根；二段除雜， 在Μη0 2和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣，將廢水中的Fe2+氧化成Fe3+，在pH值為 5-6. 5,攪拌的條件下生成Fe(0H)3沉澱，將氧化釩生產工業廢水中本來就存在的雜質鐵和 一段除雜中引入的雜質鐵除去。硫酸根在後續電解過程中無不良影響且能增加溶液的導電 性，其在氧化釩主工藝的浸出工序能夠進入渣中，因此在除雜過程中可以不予考慮。
[0015] 根據本發明的方法，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產工業廢水與還原劑接 觸反應可以在攪拌下進行，並且接觸反應的溫度可以為70-90°C，接觸反應的時間可以為 10-50分鐘。
[0016] 根據本發明的方法，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢水，所述還原劑 的用量可以為0. 05-0. 2重量份。
[0017] 根據本發明的方法，所述還原劑可以為本領域常用的各種還原劑，例如可以為 Na2S03、K2S03、FeS04、FeCl 2、Fe (N03) 2 等，優選為 FeS04。
[0018] 根據本發明的方法，所述氧化釩生產工業廢水的pH值可以採用本領域常規的pH 調節劑進行調節，常規的pH調節劑可以為檸檬酸、乳酸、乙酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀 等，優選為氨水。
[0019] 根據本發明的方法，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產工業廢水與CaO接觸 反應可以在攪拌下進行，且接觸反應的時間可以為10-50分鐘。
[0020] 根據本發明的方法，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢水，CaO的用量可 以為0. 05-0. 2重量份。
[0021] 根據本發明的方法，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢水，Μη02的用量可 以為0. 05-0. 2重量份，活性炭的用量可以為0. 05-0. 2重量份。
[0022] 根據本發明的方法，由於氧化釩廢水中錳離子濃度較低，只有10_15g/L，如果採用 普通的電解技術會造成金屬錳上板不牢固容易造成返溶，因此要採用變電流電解技術。所 述變電流電解的過程可以包括：電解開始時將電流密度調至極大值為200-260A/m 2,電解 進行0. 5-a以後，將電流密度調至50-120A/m2,電解進行20-25h以後，再次將電流密度調 至200-260A/m 2,電解進行0. 5-2h以後，更換陰極板。經過電解處理後的氧化釩工業生產 廢水可以直接返回主工藝循環使用，對產品質量無不良影響，並且可以獲得符合國家YB/ T051-2003DJMnD標準的金屬錳產品。
[0023] 根據本發明的方法，為了降低由於錳離子濃度較低而產生的電化學極化現象，在 進行變電流電解時優選採用3點進液方式進行陰極腔補液。在採用3點進液方式進行陰極 腔補液的過程中，單點流量可以為100_150L/h。
[0024] 根據本發明的方法，所述氧化釩生產工業廢水可以為本領域中常規的氧化釩生產 工業廢水，例如可以選自氧化釩"鈣化工藝"生產工業廢水，所述氧化釩"鈣化工藝"生產工 業廢水可以為氧化釩生產過程中沉澱工序所產生的沉釩上清液，在所述沉釩上清液中，硫 酸銨含量可以為40-80g/L、釩含量可以為0. 1-0. 2g/L、鐵含量可以為0. 2-0. 3g/L、磷含量 可以為0. 1-0. 2g/L，pH值可以為1-3。
[0025] 實施例
[0026] 下面藉助實施例詳細描述本發明，但本發明的範圍並不限於這些實施例。
[0027] 在以下實施例和對比例中，除雜後的廢水中的釩含量、磷含量和鐵含量根據ICP (感應耦合等離子體）方法檢測。
[0028] 實施例1
[0029] 處理1噸氧化釩生產工業廢水，在該氧化釩生產工業廢水中，錳含量為15g/L、硫 酸銨含量為80g/L、釩含量為0. lg/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. 2g/L，pH值為2. 5,將其 加熱並保持廢水溫度為85°C，加入lkg FeS04，攪拌30分鐘，使用氨水調節廢水pH值為5， 加入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20 分鐘，待氫氧化鐵析出後，將廢水過濾，得到1噸除雜後的廢水，在該除雜後的廢水中釩含 量為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。將除雜後的廢水通入電解槽進行 電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh後調節電流密度為ΙΟΟΑ/m 2,電解22h後調節電流密 度為260A/m2,電解lh後更換陰極板。最後得到0. 95噸經過電解處理的氧化釩生產工業廢 水，並從廢水中回收l〇kg符合國家YB/T051-2003DJMnD標準的金屬錳產品。
[0030] 實施例2
[0031] 處理1噸氧化釩生產工業廢水，在該氧化釩生產工業廢水中，錳含量為12g/L、硫 酸銨含量為60g/L、釩含量為0. 2g/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. lg/L，pH值為1. 8,將其 加熱並保持廢水溫度為80°C，加入lkg FeS04,攪拌30分鐘，使用氨水調節廢水pH值為5， 加入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20 分鐘，待氫氧化鐵析出後，將廢水過濾，得到1噸除雜後的廢水，在該除雜後的廢水中釩含 量為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。將除雜後的廢水通入電解槽進行 電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh後調節電流密度為ΙΟΟΑ/m 2,電解22h後調節電流密 度為260A/m2,電解lh後更換陰極板。最後得到0. 95噸經過電解處理的氧化釩生產工業廢 水，並從廢水中回收12kg符合國家YB/T051-2003DJMnD標準的金屬錳產品。
[0032] 實施實例3
[0033] 處理1噸氧化釩生產工業廢水，在該氧化釩生產工業廢水中，錳含量為10g/L、硫 酸銨含量為40g/L、釩含量為0. 2g/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. 2g/L，pH值為2,將其加 熱並保持廢水溫度為75°C，加入lkg FeS04,攪拌30分鐘，使用氨水調節廢水pH值為6,加 入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20分 鍾，待氧氧化鐵析出後，將廢水過濾，得到1噸除雜後的廢水，在該除雜後的廢水中I凡含量 為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。
[0034] 將除雜後的廢水通入電解槽進行電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh後調 節電流密度為80A/m 2,電解22h後調節電流密度為260A/m2,電解lh後更換陰極板。最 後得到0.95噸經過電解處理的氧化釩生產工業廢水，並從廢水中回收9kg符合國家YB/
【權利要求】
1. 一種氧化釩生產工業廢水的處理方法，所述氧化釩生產工業廢水含有錳、釩、鐵和 磷，且錳含量為l〇-15g/L，所述方法包括以下步驟： (1) 將所述氧化釩生產工業廢水進行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經過除雜的廢水， 所述除雜的過程使得所述經過除雜的廢水中的釩含量低於〇. 〇lg/L，磷含量低於0. Olg/L， 鐵含量低於〇. 〇〇5g/L ; (2) 將所述經過除雜的廢水進行變電流電解。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（1)中，所述分段除雜的過程包括：將所述 氧化釩生產工業廢水與還原劑接觸反應並調節pH值至5-6. 5,將得到的中間廢水與CaO接 觸反應,然後在Μη02和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產工業廢 水與還原劑接觸反應在攪拌下進行，並且接觸反應的溫度為70-90°C，接觸反應的時間為 10-50分鐘。
4. 根據權利要求2或3所述的方法，其中，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢 水，所述還原劑的用量為0. 05-0. 2重量份。
5. 根據權利要求2或3所述的方法，其中，所述還原劑為硫酸亞鐵。
6. 根據權利要求2所述的方法，其中，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產工業廢水 與CaO接觸反應在攪拌下進行，且接觸反應的時間為10-50分鐘。
7. 根據權利要求2或6所述的方法，其中，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢 水，CaO的用量為0. 05-0. 2重量份。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，相對於100重量份的所述氧化釩生產工業廢水， Μη02的用量為0. 05-0. 2重量份，活性炭的用量為0. 05-0. 2重量份。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述變電流電解的過程包括：電 解開始時將電流密度調至極大值為200-260A/m 2,電解進行0. 05-2h以後，將電流密度調至 50-120A/m2,電解進行20-25h以後，再次將電流密度調至200-260A/m 2,電解進行0. 05-2h以 後，更換陰極板。
10. 根據權利要求1所述的方法，其中，在進行變電流電解時採用3點進液方式進行陰 極腔補液。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中，單點流量為100_150L/h。
12. 根據權利要求1所述的方法，其中，在所述氧化釩生產工業廢水中，硫酸銨含量為 40-80g/L、釩含量為 0. 1-0. 2g/L、鐵含量為 0. 2-0. 3g/L、磷含量為 0. 1-0. 2g/L，pH 值為 1-3。
【文檔編號】C02F9/06GK104058523SQ201310530382
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】彭毅, 孟偉巍, 陶長元, 孫朝暉, 劉作華, 劉武漢, 鍾國梅, 葉露, 盧曉林, 何文藝, 申彪, 吳封 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司