一种含钒铬重金属离子的浸矿废水处理方法，该方法包括：用Ｈ２ＳＯ４溶液让待处理浸矿废水保持酸性以使反应前的铬、钒重金属离子以Ｃｒ２Ｏ７２－和ＶＯ２＋的形态存在，加入锰－锌金属粉将高价态的钒、铬离子还原成低价态；用氢氧化钠溶液将低价态的铬、钒离子等转化为氢氧化物；用絮凝剂分离氢氧化物，用萃取剂萃取其他杂质，以及回收萃取剂和已经处理完毕的可再利用浸矿液的步骤。本发明专利技术各次固液分离简单容易，故分离处理的时间短，且具有工艺条件容易控制，铬、钒离子去除与回收率高，综合处理能力较高，资源化利用的程度较高之优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对含钒铬废液处理与资源化利用的方法。
技术介绍
五氧化二钒是重要的化工产品，生产五氧化二钒的方法之一是钒渣提钒。该方法 采用以雾化钒渣或转炉钒渣为原料，采用钠化焙烧、水浸(浸矿)、酸性钒盐沉钒的工艺方 法。但该方法在每生产一吨五氧化二钒时，却要产生约60m3浸矿废水。这浸矿废水中含 有重金属离子Cr6+(六价铬)和V5+(五价钒)，另外还含有一定量的氨氮和Na+(钠)离子、 S042_(硫酸根)离子。其中的两种重金属离子即便在低浓度下仍具有较强的毒性，不仅不 能被生物代谢，而且会抑制水生物和农作物的生长。因此，必须对这类浸矿废水，尤其是其 中的重金属离子Cr6+和V5+进行处理，并且能够同时进行处理的治理成本才更低。国内外 同时处理这类浸矿废水中铬、钒的现有技术比较多，例如，运用得相对多一些的硫酸亚铁还 原_石灰中和法就是其中之一，然而，该方法在处理这类浸矿废水过程中产生的固体渣量 大，沉降速度慢，使得固液分离工序的处理量增大、时间延长，导致该方法处理这类浸矿废 水的综合处理能力较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供了一种固液分离工序的处理时间短、综合处理 能力较高的含钒铬重金属离子的浸矿废水处理方法。解决所述技术问题的技术方案是这样一种含钒铬重金属离子的浸矿废水处理方 法，其待处理浸矿废水中除含有Cr6+和V5+离子之外，还含有氨氮、Na+离子和S042_离子，本 专利技术方法包括如下步骤①在装有待处理浸矿废水的反应器中，加入Mn-Zn (锰-锌)金属粉并混合，并随 时加入H2S04(硫酸)溶液以维持其pH值在1 2之间，进而使反应前的Cr6+和V5+离子 以Cr2072_和V02+的形态存在于该待处理浸矿废水中；其中，Mn和Zn的粒度均在0. 25 0.5mm之间，Mn Zn = 1 2 2 1，该Mn-Zn金属粉的用量根据所述待处理浸矿废水 中Cr2072_和V02+的量以下列化学反应式确定3Mn+Cr20 广+14H+ = 2Cr3++3Mn2++7H20Mn+2V02++4H+ = 2V02++Mn2++2H203Zn+Cr20 广+14H+ = 2Cr3++3Zn2++7H20Zn+2V02++4H+ = 2V02++Zn2++2H20 ；②在室温条件下，将上述混合液充分搅拌，时间4 5小时，以让混合液中的 020广和V02+还原为Cr3+和V02+ ；③加入NaOH(氢氧化钠)溶液于步骤②所得混合液中混合；该NaOH溶液的浓度和 用量，以pH值为8 9，使该混合液中的Cr3+、V02+、Mn和Zn全部转化为Cr (OH) 3、V02 xH20、 Mn (OH) 2和Zn (OH) 2的沉淀为度；3④于室温条件下，在步骤③所得混合液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺并搅拌；该絮凝 反应搅拌时间为28 40分钟，聚丙烯酰胺用量以步骤③所得混合液中的沉淀物均集聚为 絮状物为度；然后进行过滤，以分离出含有(NH4)2S04和Na2S04第一道滤液与该絮状物；⑤于室温条件下，在所述第一道滤液中加入萃取剂CH30H(甲醇)，以进行萃取结 晶；该CH30H与第一道滤液的体积比为5 1，结晶时间为2小时，以使所述(NH4)2S04和 Na2S04能够全部结晶；然后进行过滤，以分离出含有CH30H的第二道滤液与(NH4)2S04和 Na2S04的结晶体；⑥对所述第二道滤液加热蒸馏，温度为65 75°C，得分离出的馏分CH30H和已经 处理完毕的可再利用浸矿液。从方案中可以看出，本专利技术采用了锰_锌金属粉，让它们在酸性环境下把钒铬重 金属离子由高价态还原成低价态，进而分离低价态的钒铬重金属离子以达到从浸矿废水中 除去钒铬重金属的目的。用锰-锌金属粉的作用在于二者在溶液中形成原电池，加快了反 应的速率。由于浸矿废水还含有一定量的硫酸根离子和钠离子，所以，在酸化浸矿废水时用 硫酸溶液，在把低价态重金属离子转化为氢氧化物时用氢氧化钠，不但能够顺便除去硫酸 根离子和钠离子，并加以回收利用，而且还不会带进新的杂质。本领域技术人员清楚，在步 骤④分离出的絮状物中所含的几种氢氧化物等沉淀，还可以用常规的方法进一步地将它们 分离，并加以资源化利用；从步骤⑤分离出的(NH4)2S04和Na2S04的结晶体，也可以用常规的 方法进一步地分离它们，并加以资源化利用。从步骤⑥中可以看出，分离出的馏分萃取剂和 已经处理完的液体均可以循环使用。从上述分析中还可以看出，本专利技术各次固液分离简单 容易，故分离处理的时间短，且具有工艺条件容易控制，综合处理能力较高，资源化利用的 程度较高之优点。故适合处理各种含钒铬废液。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施例方式，其待处理浸矿废水中除含有Cr6+和 V5+离子之外，还含有氨氮、Na+离子和S042_离子，本专利技术方法包括如下步骤①在装有待处理浸矿废水的反应器中，加入Mn-Zn金属粉并混合，并随时加入 H2S04溶液以维持其pH值在1 2之间，进而使反应前的Cr6+和V5+离子以Cr2072_和V02+的 形态存在于该待处理浸矿废水中(特别说明当待处理浸矿废水呈中性、碱性或其酸度值 不够时，应当先加入H2S04溶液，并在反应过程中注意限时添加，以使待去除的Cr6+和V5+离 子均以020广和V02+的形态存在)；其中，Mn和Zn的粒度均在0. 25 0. 5mm之间，Mn Zn =1 2 2 1，该Mn-Zn金属粉的用量根据所述待处理浸矿废水中Cr20广和V02+的量 以下列化学反应式确定3Mn+Cr20 广+14H+ = 2Cr3++3Mn2++7H20Mn+2V02++4H+ = 2V02++Mn2++2H203Zn+Cr20 广+14H+ = 2Cr3++3Zn2++7H20Zn+2V02++4H+ = 2V02++Zn2++2H20 ；②在室温条件下，将上述混合液充分搅拌，时间为4. 5 5. 5小时，以让混合液中 的 Cr2072_ 和 V02+ 还原为 Cr3+ 和 V02+ ；4③加入NaOH溶液于步骤②所得混合液中混合；该NaOH溶液的浓度和用量，以pH 值为8 9，使该混合液中的Cr3\ V02+、Mn和Zn全部转化为Cr (OH) 3、V02 xH20、Mn (OH) 2和 Zn(0H)2的沉淀为度；这些转化的化学方程式如下Cr3++30F = Cr (OH) 3 IV02++20r+xH20 = V02 xH20 IMn2++20r = Mn (OH) 2 IZn2++20r = Zn (OH) 2 I④于室温条件下，在步骤③所得混合液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺并搅拌；该絮凝 反应搅拌时间为28 40min，聚丙烯酰胺用量以步骤③所得混合液中的沉淀物均集聚为 絮状物为度；然后进行过滤，以分离出含有(NH4)2S04和Na2S04第一道滤液与该絮状物—— Cr(0H)3、V02 xH20、Mn(0H)2和Zn (OH) 2均在这絮状物中，因本案是对含钒铬重金属离子的 浸矿废水进行处理的方法，且进一步分离、回收这四种沉淀物的方法又是常规技术，故在本 说明书中不详述；⑤于室温条件下，在所述第一道滤液中加入萃取剂CH30H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含钒铬重金属离子的浸矿废水处理方法，其待处理浸矿废水中除含有Ｃｒ↑［６＋］和Ｖ↑［５＋］离子之外，还含有氨氮、Ｎａ↑［＋］离子和ＳＯ↓［４］↑［２－］离子，其特征在于，该方法包括如下步骤：①在装有待处理浸矿废水的反应器中，加入Ｍｎ－Ｚｎ金属粉并混合，并随时加入Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液以维持其ｐＨ值在１～２之间，进而使反应前的Ｃｒ↑［６＋］和Ｖ↑［５＋］离子以Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］和ＶＯ↓［２］↑［＋］的形态存在于该待处理浸矿废水中；其中，Ｍｎ和Ｚｎ的粒度均在０．２５～０．５ｍｍ之间，Ｍｎ∶Ｚｎ＝１∶２～２∶１，该Ｍｎ－Ｚｎ金属粉的用量根据所述待处理浸矿废水中Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］和ＶＯ↓［２］↑［＋］的量以下列化学反应式确定：３Ｍｎ＋Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］＋１４Ｈ↑［＋］＝２Ｃｒ↑［３＋］＋３Ｍｎ↑［２＋］＋７Ｈ↓［２］ＯＭｎ＋２ＶＯ↓［２］↑［＋］＋４Ｈ↑［＋］＝２ＶＯ↑［２＋］＋Ｍｎ↑［２＋］＋２Ｈ↓［２］Ｏ３Ｚｎ＋Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］＋１４Ｈ↑［＋］＝２Ｃｒ↑［３＋］＋３Ｚｎ↑［２＋］＋７Ｈ↓［２］ＯＺｎ＋２ＶＯ↓［２］↑［＋］＋４Ｈ↑［＋］＝２ＶＯ↑［２＋］＋Ｚｎ↑［２＋］＋２Ｈ↓［２］Ｏ；②在室温条件下，将上述混合液充分搅拌，时间４～５小时，以让混合液中的Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］↑［２－］和ＶＯ↓［２］↑［＋］还原为Ｃｒ↑［３＋］和ＶＯ↓［２］↑［＋］；③加入ＮａＯＨ溶液于步骤②所得混合液中混合；该ＮａＯＨ溶液的浓度和用量，以ｐＨ值为８～９，使该混合液中的Ｃｒ↑［３＋］、ＶＯ↑［２＋］、Ｍｎ和Ｚｎ全部转化为Ｃｒ（ＯＨ）↓［３］、ＶＯ↓［２］·ｘＨ↓［２］Ｏ、Ｍｎ（ＯＨ）↓［２］和Ｚｎ（ＯＨ）↓［２］的沉淀为度；④于室温条件下，在步骤③所得混合液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺并搅拌；该絮凝反应搅拌时间为２８～４０分钟，聚丙烯酰胺用量以步骤③所得混合液中的沉淀物均集聚为絮状物为度；然后进行过滤，以分离出含有（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＳＯ↓［４］和Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］第一道滤液与该絮状物；⑤于室温条件下，在所述第一道滤液中加入萃取剂ＣＨ↓［３］ＯＨ，以进行萃取结晶；该ＣＨ↓［３］ＯＨ与第一道滤液的体积比为５∶１，结晶时间为２小时，以使所述（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＳＯ↓［４］和Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］能够全部结晶；然后进行过滤，以分离出含有ＣＨ↓［３］ＯＨ的第二道滤液与（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＳＯ↓［４］和Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］的结晶体；⑥对所述第二道滤液加热蒸馏，温度为６５～７５℃，得分离出的馏分ＣＨ↓［３］ＯＨ和已经处理完毕的可再利用浸矿液。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘作华，龙洋，周小霞，陶长元，杜军，范兴，肖翠翠，刘仁龙，孙大贵，左赵宏，李艳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85
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