沉釩廢水的處理方法技術

本發明專利技術提供了一種沉釩廢水的處理方法，使得沉釩廢水在整個處理系統中物流呈單向狀態，從沉釩廢水投入到分離處理全過程都是單向流動，避免了結晶殘液中各種離子的富集后的循環處理帶來的設備結垢堵塞、腐蝕等問題，也不會破壞處理系統原有的水量平衡，能夠保證沉釩廢水處理過程的順利進行，顯著提高系統的廢水處理能力。另外，通過使用硫酸鈉結晶劑處理蒸發濃縮后的濃縮液，能夠徹底分離沉釩廢水中的硫酸鈉成分，獲得晶型良好，粒度分布均勻的硫酸鈉晶體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。技術背景在傳統的氧化釩生產中，通常是采用鈉鹽焙燒、銨鹽沉釩的工藝，所用銨鹽多為硫酸銨等，這樣得到的沉釩廢水中除了含有少量的釩、鉻等離子外，還存在大量的硫酸鈉、硫酸銨等鹽分。這樣的沉釩廢水不能返回系統循環利用，也不能直接排放，必須進行處理。對于沉釩廢水的處理的方法有很多種，常用的能夠比較徹底的處理方法主要有兩種一是通過還原劑還原和堿液中和而分離出沉釩廢水中的釩鉻殘渣，將剩余殘液冷凍結晶分離硫酸鈉后，結晶殘液返回氧化釩生產系統循環利用，該方法雖然實現了沉釩廢水的回收再利用，但是由于硫酸銨的溶解度很大，采用這種方法分離硫酸鈉后，結晶殘液的硫酸銨含量仍然很高，在循環利用過程中硫酸銨會產生氨氣，所以需要在循環利用的過程中進行氨氣進行回收處理，對氧化釩生產工藝造成了困難。另一種方法是通過還原劑還原和堿液中和而分離出沉釩廢水中的釩鉻殘渣，將剩余殘液通過蒸發濃縮結晶分離出硫酸鈉，該過程中水蒸發變為水蒸汽，冷凝后返回氧化釩生產系統循環利用，但蒸發濃縮后硫酸鈉的結晶分離不徹底，結晶殘液的硫酸鈉含量仍然接近硫酸鈉的飽和濃度，同時含有一定量的硫酸銨。目前，攀鋼采用還原-中和-蒸發濃縮工藝對沉釩廢水進行處理，其具體工藝如圖 1所示。如圖1所示，沉釩廢水通過還原劑(焦亞硫酸鈉，GBQ還原和堿液(氫氧化鈉)中和，反應后經壓濾而分離出沉釩廢水中的固體殘渣(釩鉻殘渣)，反應溶液進入蒸發濃縮系統，通過蒸發濃縮，水蒸汽經冷凝成冷凝水進入氧化釩生產系統而循環利用，濃縮液通過冷卻結晶分離出硫酸鈉，對于冷卻結晶后剩余的結晶殘液的處理通常采用兩種方法，一是返回蒸發濃縮系統繼續進行蒸發濃縮直至硫酸鈉過飽和，二是將這部分結晶殘液直接返回沉釩廢水中，重新進入廢水處理過程。雖然目前攀鋼所采用的上述沉釩廢水處理工藝能夠實現沉釩廢水的回收再利用，但是由于結晶殘液返回沉釩廢水或蒸發濃縮系統而破壞了沉釩廢水處理系統的水量平衡，同時由于結晶殘液中各種離子的富集，也加劇了沉釩廢水處理設備的結垢堵塞、腐蝕等，由于水量平衡遭到破壞，也使得系統不能穩定順行，當系統運行一定時間后其處理能力顯著下降，影響了氧化釩生產的正常進行，另外，該方法中得到的固體硫酸鈉的晶型差、粒度分布不均勻，利用價值不高。
技術實現思路
本專利技術為了解決現有容易產生設備腐蝕和結垢，且回收的硫酸鈉的晶型差、粒度分布不均勻等問題，提供一種不會產生設備腐蝕和結垢，并能夠獲得晶型良好、粒度分布均勻的硫酸鈉的。本專利技術的專利技術人通過研究發現，通過使用硫酸鈉結晶劑處理蒸發濃縮后的濃縮液，分離出硫酸鈉晶體，并通過將結晶母液進行加熱蒸餾回收硫酸銨等成分和硫酸鈉結晶劑，能夠徹底分離沉釩廢水中的硫酸鈉成分，且所得到的硫酸鈉晶型良好，粒度分布均勻， 同時，由于不需要將結晶殘液返回到沉釩廢水或蒸發濃縮系統中，避免了結晶殘液中各種離子的富集，從而解決了沉釩廢水處理設備的結垢堵塞、腐蝕等問題?；谏鲜霭l現，本專利技術提供了一種，該方法包括(1)向所述沉釩廢水中加入還原劑進行還原反應，使得所述沉釩廢水中的六價鉻和/或五價釩被還原；(2)向步驟(1)的反應后的混合物中加入堿液進行中和反應，直至該混合物中被還原的鉻和/或釩被沉淀，然后分離得到固體和反應溶液；(3)將所述反應溶液加熱濃縮，得到冷凝水和濃縮液；(4)將所述濃縮液與硫酸鈉結晶劑混合進行結晶，分離得到硫酸鈉晶體和結晶母液；(5)將所述結晶母液加熱進行分餾，得到硫酸鈉結晶劑、冷凝水和硫酸銨晶體。根據本專利技術的，沉釩廢水在整個處理系統中物流呈單向狀態，從沉釩廢水投入到分離處理全過程都是單向流動，避免了結晶殘液中各種離子的富集后的循環處理帶來的設備結垢堵塞、腐蝕等問題，也不會破壞處理系統原有的水量平衡，能夠保證沉釩廢水處理過程的順利進行，顯著提高系統的廢水處理能力。另外，通過使用硫酸鈉結晶劑處理蒸發濃縮后的濃縮液，能夠徹底分離沉釩廢水中的硫酸鈉成分，獲得晶型良好，粒度分布均勻的硫酸鈉晶體。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。 附圖說明附圖是用來提供對本專利技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本專利技術，但并不構成對本專利技術的限制。圖1是目前攀鋼集團沉釩廢水處理的流程圖2是本專利技術的沉釩廢水處理的流程圖。具體實施方式根據本專利技術的，該方法包括(1)向所述沉釩廢水中加入還原劑進行還原反應，使得所述沉釩廢水中的六價鉻和/或五價釩被還原；(2)向步驟(1)的反應后的混合物中加入堿液進行中和反應，直至該混合物中被還原的鉻和/或釩被沉淀，然后分離得到固體和反應溶液；(3)將所述反應溶液加熱濃縮，得到冷凝水和濃縮液；(4)將所述濃縮液與硫酸鈉結晶劑混合進行結晶，分離得到硫酸鈉晶體和結晶母液；(5)將所述結晶母液加熱進行分餾，得到硫酸鈉結晶劑、冷凝水和硫酸銨晶體。根據本專利技術的方法，所述沉釩廢水是釩冶金過程中所產生的廢水，是一種pH值為 2-3的酸性廢水，通常含有0. 005-0. 02重量％的V+5、0. 02-0. 08重量％的Cr+6、1_2重量％ 的Na+、0. 8-1重量％的NH4+、5-7重量％的S042_以及其它微量雜質。根據本專利技術的方法，在步驟(1)中，向沉釩廢水加入還原劑將沉釩廢水還原，優選使廢水中的六價鉻還原為三價鉻，同時使五價釩還原為三價釩或四價釩。所述還原劑可以為能夠使六價鉻還原為三價鉻并使五價釩還原為三價釩或者四價釩的物質。在優選的情況下，為了提高沉釩廢水的還原效果，同時避免向沉釩廢水中引入新的雜質離子，所述還原劑優選為焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉和連二亞硫酸鈉中的至少一種。所述還原劑的用量可以為本領域中的常規用量，只要能夠使全部或大部分六價鉻還原為三價鉻并使五價釩還原為三價釩或四價釩即可。向沉釩廢水中加入還原劑進行還原反應后，再向還原反應后的廢水溶液中加入堿液，中和廢水溶液同時使鉻和釩形成沉淀物從廢水溶液中沉淀出來。所述堿液可以使用本領域中各種常規的堿性物質溶液。為了進一步提高沉釩廢水的處理效果，在優選的情況下， 所述堿液可以為飽和氫氧化鈉溶液、碳酸鈉中的至少一種。所述堿液的用量可以為本領域中的常規用量，例如可以為不再使沉釩廢水產生沉淀物質的量。在優選的情況下，中和反應后的混合物的PH值可以為6-9，優選為7-8。沉淀完全后，通過抽濾、壓濾或離心分離等來分離固體釩鉻殘渣，分離得到的固體釩鉻殘渣含有大量的鉻的沉淀物和少量釩的沉淀物，可以用作冶煉鉻鐵或提取鉻的原料。根據本專利技術的方法，在步驟(3)中，將步驟( 分離殘渣后的反應溶液加熱濃縮， 得到濃縮液。所述加熱濃縮的溫度為水沸騰溫度，例如常壓下，100°c下加熱。所述加熱濃縮使得濃縮液的濃度越高越好，但在優選的情況下，所述濃縮液中不出現結晶。根據本專利技術的方法，在步驟(4)中，將步驟C3)得到的濃縮液加入到硫酸鈉結晶劑中進行結晶，分離得到硫酸鈉晶體和結晶母液。所述硫酸鈉結晶劑的用量可以在較大范圍內任意選擇。為了提高結晶的效果，在優選的情況下，以所述濃縮液的體積為基準，所述硫酸鈉結晶劑的用量可以為30-50體積％，更優選為35-45體積％。所述硫酸鈉結晶劑可以為水溶性醇和/或水溶性酮。在優選的情況下，所述硫酸鈉結晶劑可以為甲醇、乙醇、乙二醇和丙酮中的至少一種。通過將濃縮本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李千文，蒲德利，
申請(專利權)人：攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司，攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，
類型：發明
國別省市：