[发明专利]钒渣提钒高盐废水资源化利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于钒化工废水处理领域，尤其是一种钒渣提钒高盐废水资源化利用的方法。

背景技术

钒渣提钒是生产氧化钒的主要方法，采用钠化焙烧、水浸、酸性铵盐沉钒工艺时，每生产一吨五氧化二钒会产生约40m³提钒废水，此废水中不仅含有有毒的重金属V⁵⁺、Cr⁶⁺离子，还含有大量的NH₄⁺、Na⁺、SO₄^2-、Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等离子，其中NH₄⁺浓度在3000～4000mg/L甚至更高，Na⁺浓度可达18g/L，SO₄^2-浓度可达40g/L，此酸性沉钒废水不仅是危害极大的污染源，同时又是有一定价值的二次资源。

申请号为200710128978.6的中国专利公开了一种含钒废水处理方法，使用阴离子交换树脂吸附废水中的钒铬离子，再解吸树脂获得钒铬液用于沉钒，得到粗钒酸铵和含铬溶液，分离后，向溶液中加硫化物回收铬，碱液浸泡粗钒酸铵得到钒液，再沉钒。该方法反复沉钒，具有工序复杂、能耗高、树脂用量大、再生频繁等不足，且仅回收了废水中的钒铬，未对铵盐、钠盐做进一步的处理，造成资源浪费。

 申请号为201010570484.5的中国专利公开了一种提钒废水零排放工艺，使用D301树脂吸附废水中的钒铬，再冷冻结晶吸附尾液得到芒硝，提钒尾液全部返回循环使用。该方法虽然能实现尾液的循环使用，但因废水中含有大量氨氮，故得到的芒硝实为硫酸钠硫酸铵的复盐，此方法不能实现硫酸钠、硫酸铵的有效分离，所得的芒硝既不能回用于生产，也不能作为产品出售，工业利用价值很低。

综上，现有的提钒废水处理方法有的只回收废水中的钒铬，未对废水中含量大的其它离子进行任何处理，造成资源浪费；有的得到复盐，且实现尾液的循环使用，但不能实现复盐的有效分离，工业利用价值低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效回收其中的铵盐、钠盐，且废水零排放的钒渣提钒高盐废水资源化利用的方法。

为解决上述技术问题，本发明方法的工艺步骤为：（1）向提钒高盐废水中加入碱性物质A，除去废水中的金属杂质离子得到澄清废水；

（2）向澄清废水中加入碱性物质B调节pH值至10～12，升温，然后将废水送入脱氨塔鼓风吹脱出氨气，氨气送入吸收塔被酸液吸收得到铵盐溶液；铵盐溶液经蒸发、结晶、分离得到铵盐晶体；

（3）将脱氨后的废水送至蒸发系统，经浓缩、冷却结晶、分离得到钠盐和冷凝水。

本发明所述步骤（1）中提钒高盐废水是除钒铬后的沉钒废水。

本发明所述步骤（1）中碱性物质A为氢氧化钠和/或碳酸钠，加入量为废水质量的0.5～1.5‰。

本发明所述步骤（2）中的碱性物质B为氢氧化钠，加入量为废水质量的10～14‰。

本发明所述步骤（2）中，澄清废水采用通蒸汽升温，升至温度为60～80℃。

本发明所述步骤（2）中的酸液为硫酸或盐酸；硫酸的质量分数为20～70%，加入量为废水体积的10～70‰；盐酸的质量分数为10～30%，加入量为废水体积的30～80‰。

本发明所述步骤（2）中的铵盐溶液为硫酸铵或氯化铵溶液，此溶液既可直接返回沉钒工序用于沉钒，也可制成硫酸铵或氯化铵晶体用于沉钒或出售。用此铵盐溶液或铵盐晶体沉钒所得钒酸铵其品质优于市售硫酸铵或氯化铵沉钒所得钒酸铵。

本发明所述步骤（3）中的蒸发系统由低温循环蒸发器和离心分离器组成。

本发明所述步骤（3）中冷凝水用于钒渣提钒的浸出、沉钒工序或用作净循环水、锅炉用水、冲洗地坪水等生产用水。

本发明所述步骤（1）中加入的碱性物质为氢氧化钠和/或碳酸钠，而不是废水预处理中通常所采用的石灰等物质，避免了钙杂质离子的引入及固体废弃物的生成。

本发明的有益效果在于：首先利用碱性物质（氢氧化钠和/或碳酸钠）对废水进行预处理，除去Ca²⁺、Mg²⁺等离子，防止了后续工序设备结垢问题。本发明的脱氨率可达99%以上，能有效的回收废水中的铵盐，此铵盐可返回沉钒系统使用，也可制成成品出售；经蒸发系统所得钠盐，可用于化工生产；所得冷凝水可作为生产水回用，同时实现废水零排放和资源的有效利用。