一种资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法技术

一种资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，包括如下步骤：（1）调整提钒废水性质：将提钒废水置于罐或池内，加水液性质调整剂调整PH值至5.8～9.8，得溶液A；（2）制取煤用催化助燃剂：按质量百分比为溶液A40～70%、稀土系催化剂29～50%、助燃剂1～10%的比例配料，在搅拌下将稀土系催化剂、助燃剂加入溶液A中制成均匀的液体，即得。本发明专利技术技术方法简单而实用，投资小，处理运行能耗很低，可以彻底解决制约钒产品工业可持续发展的含钒废水的严重污染的技术难题，提高企业经济效益，利于解决长期以来提钒废水处理的高投资、高能耗、高成本和二次污染问题，利于节能降耗和环境保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保利废领域，尤其是涉及一种资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法。
技术介绍
钒产品用途广泛，提钒的原料包括含钒的系列矿物如石煤、钒钛磁铁矿、钒渣等，当前，经济性最好规模最大的为钒钛磁铁矿冶金废渣-钒渣。提钒的主要方法有钠化焙烧、钙化焙烧、无盐焙烧等。钠化焙烧的提钒废水主要产生于沉钒过程中的上清废渣以及过滤脱水中的滤液，废水中的主要污染因子有PH、V5+、Cr6+、Fe2+、Mn5+、Ti2+、NH4+、Na+、SO42-、Cl-等。钙化焙烧的提钒废水主要产生于过滤洗涤过程中的废水及酸浸残渣洗涤产生的废水，沉钒废水中的主要污染因子有PH、V5+、Cr6+、Fe、Mn、P、Mg和SO42-等。钠化和钙化焙烧提钒废水的最大差异在于钠化焙烧采用铵盐沉钒，不经循环利用其一次性废水中的氨氮浓度一般即可达5400mg/L或更高，而钙化焙烧工艺中一般不采用铵盐沉钒，故其废水中氨氮浓度很小。但无论采用哪种原料哪种方法提钒，钒产品生产过程中都会产生大量的含有高价钒、铬、钛、锰等重金属离子的废水，且由于提钒生产中，氯化氨或硫酸铵、碳酸钠、氯化钠和硫酸等化工原料的利用率偏低，产生的污染物种类多、毒性大、排放量大、危害重。以当前国内生产V2O5或V2O3的主要方法—钒渣提钒为例，以转炉钒渣为原料，采用钒渣粉磨—配盐、碱—氧化钠化焙烧—水浸—酸性氨盐沉钒—水洗多钒酸铵—粗钒—片钒—粉钒—还原生产V2O5或V2O3的工艺，其沉钒过程中，钒酸根与铵根离子大量结合形成多钒酸铵或偏钒酸铵沉淀，铬酸根或重铬酸根因不沉淀，与沉淀不彻底的钒酸根，及酸性条件下其他的钛、锰等水溶性离子或离子团一起留在溶液中进入上层液，水洗多钒酸铵时部分钒酸铵及其它水溶性金属离子等溶于水中。因此，其沉钒、水洗过程中产生的废水中含有铬酸铵〔（CH4)2Cr2O7〕、铬酸钠（Na2CrO4)、钒酸铵〔（CH4）2V6O16〕、偏钒酸钠(NaVO3)、钒酸氢铵（钠）（如NaH3V2O7）、锰酸钠、硫酸钛等及大量的钠盐、游离酸，且因原料不同、钠化或钙化方法不同、及含钒废水的部分循环利用方式及程度不同，含钒废水中的重金属成分含量及氨氮等污染物含量等有很大的差异，而相同原料及工艺条件下废水成分相对稳定。每生产一吨V2O5产生约30～60m3提钒废水，各类含钒废水的主要物化性质波动范围：显然，提钒废水的危害包括有复杂的重金属污染、氨氮污染、高浓度氯盐和硫酸根污染等，实施全面的无害化处理是必须的。但至今，提钒废水的处理技术主要集中在提取废水中的重金属钒、铬等和处理废水中的高浓度氨氮这两个方面。1）关于提钒废水中的重金属钒、铬、锰等的处理技术，国内外长期以来研究开发的应用方法已达二十余种，这些解决提钒废水中的重金属钒、铬、锰等的方法大致可分为如下四大类：第一类是物理法：主要为吸附法，如硅藻土吸附法、沸石吸附法、活性炭吸附法、松木屑吸附法等，该类方法应用较为简单，但工艺流程长、投资较大、运行成本较高且带来二次污染。第二类是化学法：主要有铁屑或硫酸亚铁沉淀法、二氧化硫沉淀法、钡盐法（氯化钡法等）、铁钡盐法（三氯化铁-硫化钡法）、高钒铁法等。如中国专利CN102337411A提供了一种从高铬低钒沉钒废水中回收钒和铬的方法，中国专利CN103922454A提供了一种酸性沉钒废水除锰的方法。这些方法应用成熟，但工艺流程长，大多投资大、运行成本高，且存在废渣处理等二次污染。第三类是物理化学法：主要有离子交换法、溶剂萃取法、膜分离法（反渗透法、电渗析、膜萃取、超滤等）、电解法及电解＋催化法等。物理化学法在环保应用方面已逐步形成一系例有效的方法，但对于提钒废水的重金属处理其工艺流程长、投资大、运行费用尚偏高，且存在二次污染。第四类是生物法：主要有厌氧生物法、好氧生物法，若能选择适宜的菌群则能低成本的处理，但对于钒铬废水来说菌群的选育极困难，且存在后续处理和二次污染。当前，工业上对于提钒废水中的重金属的处理大多采取化学沉淀法（铁钡盐法、铁屑或硫酸亚铁沉淀法、二氧化硫沉淀法、高钒铁法）和离子交换法。其中还原中和法在工业上应用最为广泛，所用的还原剂有：硫酸亚铁、铁屑、粒铁、海绵铁、废熔盐、二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫化钠、苯替酪胺。中和剂有氢氧化钠、石灰、纯碱。2）关于提钒废水中的高浓度氨氮的处理技术：含钒废水属于含钒、铬、钛、锰、铁等多种重金属离子的强酸性高浓度氨氮废水，硝化菌和反硝化菌的活性和繁殖受到抑制，因此对于此类氨氮废水主要采用物理法和化学法。物理法有反渗透、蒸馏，其化学法有离子交换法、空气吹脱、化学沉淀法、折点氯化法、电渗析法、电化学处理法、配位吸附法、微波法、催化裂解等。但上述方法的工艺流程长、投资大、运行费高，且会造成一定的二次污染。其次是生物法处理，近年来，培育利用好氧或厌氧细菌的处理方法研究方兴未艾，尤其是厌氧氨氧化（细菌）工艺的培育开发工艺已成为含钒废水处理技术一个重要发展趋势，但各类生物法客观上尚处于实验室阶段。现工业上大都采用空气吹脱法，而化学沉淀法（如沉淀为NH4MgPO4·6H2O结晶体）效果有限，尚未见用于工业生产。3）关于提钒废水的高浓度氯盐和硫酸根污染的处理技术实验室条件下，对于硫酸根的清除，可采用钡盐法（氯化钡、氢氧化钡等）有效沉淀清除硫酸根，但难以应用于提钒废水，因预处理工序复杂且钡盐成本极高。同样，实验室条件下，对于氯根的清除，可采用树脂如D201阴离子交换树脂即可有效去除部分氯离子，但工业上处理工序复杂、运行费用高难以承受。现工业上对于高浓度氯盐和硫酸根浓缩废液的处置，除少量的采取高耗能的多级负压蒸馏、浓缩结晶回收外，一般采取的处置方式是想办法直接废置。事实上，根据《钒工业污染物排放标准》（GB26452—2011）的有关污水排放控制指标中，经过工艺复杂的较高成本的还原、中和处理后废水中的钒、铬和PH易于达标，但NH4-N（氨氮）、COD（化学需氧量）、SS（悬浮物）很难控制，尤其是氨氮的处理难度极大，国内现在还未见到有关含钒废水氨氮处理客观上达标的报道，含钒废水氨氮处理达标问题是目前国内钒制品厂废水处理所面临的一个非常棘手的难题，当前相对较为有效的处理方法主要有“空气吹脱＋氧化除氨”或“吹脱氨氮＋蒸发浓缩”或“吹脱氨氮＋吸附”两级处理技术及“电解＋催化氧化”技术，但这些方法的工艺流程长、设备较复杂、投资大、能耗高，存在二次污染，且脱氨氮后仍残留有大量浓浆废液需外运处置。显然，上述技术方法虽然涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，其特征在于，以提钒废水为主要原料生产工业窑炉煤粉燃烧用催化助燃剂，主要包括如下步骤：（1）调整提钒废水性质：将提钒废水置于罐或池内，加水液性质调整剂调整PH值至5.8～9.8，得溶液A；所述水液性质调整剂为含‑NH2、‑NH‑、、NH4+或/和NH3的化合物；（2）制取煤用催化助燃剂：以步骤（1）所得的溶液A为主要原料辅配以稀土系催化剂、助燃剂，按质量百分比为溶液A 40～70%、稀土系催化剂29～50%、助燃剂1～10%的比例配料，在搅拌下将稀土系催化剂、助燃剂加入溶液A中制成均匀的液体，即得煤用催化助燃剂；步骤（2）中，所述助燃剂为水溶性锂化合物。

【技术特征摘要】
1.一种资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，其特征在于，以提钒废水为
主要原料生产工业窑炉煤粉燃烧用催化助燃剂，主要包括如下步骤：
（1）调整提钒废水性质：将提钒废水置于罐或池内，加水液性质调整剂调整PH值至5.8
～9.8，得溶液A；
所述水液性质调整剂为含-NH2、-NH-、、NH4+或/和NH3的化合物；
（2）制取煤用催化助燃剂：以步骤（1）所得的溶液A为主要原料辅配以稀土系催化剂、助
燃剂，按质量百分比为溶液A40～70%、稀土系催化剂29～50%、助燃剂1～10%的比例配料，
在搅拌下将稀土系催化剂、助燃剂加入溶液A中制成均匀的液体，即得煤用催化助燃剂；
步骤（2）中，所述助燃剂为水溶性锂化合物。
2.根据权利要求1所述的资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，其特征在
于，所述水液性质调整剂的用量以提钒废水的PH值至6.8～8.8为准。
3.根据权利要求1或2所述的资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，其特征
在于，步骤（2）中，所述稀土系催化剂为稀土元素的水溶性化合物。
4.根据权利要求3所述的资源化利用提钒废水生产煤用催化助燃剂的方法，其特征在
于，所述稀土系催化剂为镧系轻稀土镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥元
素中至少一种的水溶性化合物。
5.根据权利要求4所述的资源化利用提钒废水生产煤用催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹无忌，钱永祥，尹小林，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43