申請日2016.05.16
公開(公告)日2016.07.13
IPC分類號C02F9/10; C01C1/24; C01D5/00; C02F101/20; C02F101/16
摘要
本發明涉及一種酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮處理的方法，屬于化工和冶金領域。本發明解決的技術問題是提供酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法。該方法包括如下步驟：a、將酸性銨鹽沉釩廢水經提釩殘渣砂濾后，得濾液A;b、在濾液A中加入復合沉降劑和還原劑，并調節pH值為7～8，壓濾后得濾液B和固體;濾液B進行蒸發濃縮后，冷卻結晶，析出硫酸鈉和硫酸銨。本發明有效緩解了蒸發濃縮系統換熱器列管內部結垢和堵塞的問題，提高了熱能利用率并降低了清洗換熱器列管的費用，降低了釩產品的生產成本，其工藝流程簡單、分離效率高、資源利用高，成本低，可降低廢水處理成本，提高釩產品綜合效益。
權利要求書
1.酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
a、將酸性銨鹽沉釩廢水經提釩殘渣砂濾后，得濾液A;
b、在濾液A中加入復合沉降劑和還原劑，并調節pH值為7～8，壓濾后得濾液B和固體;濾液B進行蒸發濃縮后，冷卻結晶，析出硫酸鈉和硫酸銨。
2.根據權利要求1所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：a步驟中，砂濾后的提釩殘渣返回釩渣焙燒工序作為稀釋劑回收其中的釩。
3.根據權利要求1所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：a步驟中，所述砂濾的砂濾層厚度為500mm～800mm，砂濾層數量為8～12個。
4.根據權利要求1所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：b步驟中，所述復合沉降劑為活性炭、纖維素、改性淀粉、聚丙烯酰胺、殼聚糖中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：所述復合沉降劑為活性炭和纖維素，且按質量比，活性炭:纖維素=1～5:1。
6.根據權利要求1～5任一項所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：復合沉降劑的加入量為沉釩廢水質量的0.5～1.5‰。
7.根據權利要求1所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：所述還原劑為水溶性還原劑，優選為焦亞硫酸鈉、亞鐵鹽、硫化鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或草酸。
8.根據權利要求1所述的酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，其特征在于：還原劑的質量與濾液A的體積比為5～8kg：1m3。
說明書
一種酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮處理的方法
技術領域
本發明涉及一種酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮處理的方法，屬于化工和冶金領域。
背景技術
目前，主流的氧化釩生產工藝中多采用酸性銨鹽沉釩法制取多釩酸銨(APV)中間產品，加熱熔化或還原多釩酸銨制取氧化釩。酸性銨鹽沉釩工藝制取的多釩酸銨雜質含量低、產品質量穩定、釩回收率高，但同時產生大量的含V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)、SO42-、Na+、NH4+及細小APV顆粒的酸性廢水。廢水中的V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)是有毒有害離子、對人體健康和生態環境造成嚴重破壞，氨氮是引起水體富營養化的主要原因，必須進行凈化處理。
目前廢水的處理工藝主要分為兩部分，具體為：一、部分廢水直接回用至前部浸出工序，用于浸洗熟料制取含釩溶液;二、剩余廢水經還原中和蒸發濃縮處理，其中的V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)經還原中和析出回收再利用，含氨氮廢水經蒸發濃縮結晶轉化為硫酸銨和硫酸鈉混合鹽，蒸發過程產生的蒸汽冷凝形成冷凝水、用于熟料的浸洗。
生產實踐表明：廢水產生量為30m3～45m3/tV2O3，歷經多次工藝優化，廢水回用于浸出工序后，廢水產生量降低為19m3～22m3/tV2O3�，F廢水中Na+、NH4+和SO42-離子的總濃度為10g/L～13g/L，V(Ⅴ)濃度為0.3g/L～0.6g/L，Cr(Ⅵ)濃度為2g/L～3g/L、且隨廢水的回用而逐步富集，該廢水一般采用直接還原中和蒸發濃縮的方法來進行處理。
現有的還原中和蒸發濃縮方法，如專利CN101812593A，包括如下步驟：將酸性銨鹽沉釩廢水按一定的液固比加入提釩尾渣中攪拌均勻并反應;反應完成后將所得的溶液進行真空抽濾得到濾液和濾渣;向濾液中加入焦亞硫酸納進行還原;還原完成后用堿液將濾液的pH值調至8.0，壓濾后得到含釩濾餅和濾液、濾液蒸發濃縮結晶得到硫酸銨和硫酸鈉。
該工藝實現了部分廢水的局部回用和達標處理，基本解決了制約氧化釩產能的瓶頸問題，但仍存在一定的問題。具體為：①進入還原中和蒸發濃縮系統的廢水雖經沉降處理，但其中的細顆粒APV沉降不徹底;②廢水還原中和的溫度為40℃～60℃，反應溫度相對較低。以上兩個問題導致：固態顆粒的APV在液體體系中與還原劑溶液發生液固異相反應難達平衡、還原反應不徹底;加堿調節pH值并分離釩鉻低價析出物后，母液進入蒸發濃縮系統升溫濃縮，未還原的高價釩鉻繼續與還原劑發生還原反應，低價釩鉻析出物作為異相成核的晶種誘導溶液中的硫酸根、鈣、鈉等離子析出，析出的混合物附著于換熱器管壁，造成換熱效率低，并經常堵塞換熱器換熱列管的問題(目前清洗列管的費用為100～150萬元/年)，嚴重影響生產的穩定運行并增加廢水處理費用，降低產品綜合效益。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明結合釩產品生產工藝特點，提供了一種酸性銨鹽沉釩廢水高效還原中和蒸發濃縮的處理方法，并可降低廢水處理成本，提高釩產品的綜合效益。
本發明解決的技術問題是提供酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法。
本發明酸性銨鹽沉釩廢水還原蒸發濃縮的處理方法，包括如下步驟：
a、將酸性銨鹽沉釩廢水經提釩殘渣砂濾后，得濾液A;
b、在濾液A中加入復合沉降劑和還原劑，并調節pH值為7～8，壓濾后得濾液B和固體;濾液B進行蒸發濃縮后，冷卻結晶，析出硫酸鈉和硫酸銨。
a步驟中，砂濾后的提釩殘渣返回釩渣焙燒工序作為稀釋劑回收其中的釩。
優選的，所述砂濾的砂濾層厚度為500mm～800mm，砂濾層數量為8～12個。
b步驟中，所述復合沉降劑優選為活性炭、纖維素、改性淀粉、聚丙烯酰胺、殼聚糖中的至少一種。
進一步的，所述復合沉降劑更優選為活性炭和纖維素，且按質量比，活性炭:纖維素=1～5:1。
進一步的，所述復合沉降劑的加入量優選為沉釩廢水質量的0.5～1.5‰。
所述還原劑優選為水溶性還原劑，更優選為焦亞硫酸鈉、亞鐵鹽、硫化鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或草酸。
作為優選方案，還原劑的質量與濾液A的體積比為5～8kg：1m3。
本發明充分利用了細小顆粒物質吸附富集的原理，實現了酸性銨鹽沉釩廢水中難沉降細小APV顆粒的去除回用;并充分利用了物質聚沉原理，使用復合沉降劑加速了釩鉻低價化合物的沉降，提高了高價釩鉻在蒸發濃縮系統外部的反應程度，有效緩解了蒸發濃縮系統換熱器列管內部結垢和堵塞的問題，提高了熱能利用率并降低了清洗換熱器列管的費用，降低了釩產品的生產成本。
與現有技術相比，本發明方法具有工藝流程簡單、分離效率高、資源利用高，成本低等特點，可降低廢水處理成本，提高釩產品綜合效益。
