沉钒废水的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种沉钒废水的处理方法，使得沉钒废水在整个处理系统中物流呈单向状态，从沉钒废水投入到分离处理全过程都是单向流动，避免了结晶残液中各种离子的富集后的循环处理带来的设备结垢堵塞、腐蚀等问题，也不会破坏处理系统原有的水量平衡，能够保证沉钒废水处理过程的顺利进行，显著提高系统的废水处理能力。另外，通过使用硫酸钠结晶剂处理蒸发浓缩后的浓缩液，能够彻底分离沉钒废水中的硫酸钠成分，获得晶型良好，粒度分布均匀的硫酸钠晶体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景在传统的氧化钒生产中，通常是采用钠盐焙烧、铵盐沉钒的工艺，所用铵盐多为硫酸铵等，这样得到的沉钒废水中除了含有少量的钒、铬等离子外，还存在大量的硫酸钠、硫酸铵等盐分。这样的沉钒废水不能返回系统循环利用，也不能直接排放，必须进行处理。对于沉钒废水的处理的方法有很多种，常用的能够比较彻底的处理方法主要有两种一是通过还原剂还原和碱液中和而分离出沉钒废水中的钒铬残渣，将剩余残液冷冻结晶分离硫酸钠后，结晶残液返回氧化钒生产系统循环利用，该方法虽然实现了沉钒废水的回收再利用，但是由于硫酸铵的溶解度很大，采用这种方法分离硫酸钠后，结晶残液的硫酸铵含量仍然很高，在循环利用过程中硫酸铵会产生氨气，所以需要在循环利用的过程中进行氨气进行回收处理，对氧化钒生产工艺造成了困难。另一种方法是通过还原剂还原和碱液中和而分离出沉钒废水中的钒铬残渣，将剩余残液通过蒸发浓缩结晶分离出硫酸钠，该过程中水蒸发变为水蒸汽，冷凝后返回氧化钒生产系统循环利用，但蒸发浓缩后硫酸钠的结晶分离不彻底，结晶残液的硫酸钠含量仍然接近硫酸钠的饱和浓度，同时含有一定量的硫酸铵。目前，攀钢采用还原-中和-蒸发浓缩工艺对沉钒废水进行处理，其具体工艺如图 1所示。如图1所示，沉钒废水通过还原剂(焦亚硫酸钠，GBQ还原和碱液(氢氧化钠)中和，反应后经压滤而分离出沉钒废水中的固体残渣(钒铬残渣)，反应溶液进入蒸发浓缩系统，通过蒸发浓缩，水蒸汽经冷凝成冷凝水进入氧化钒生产系统而循环利用，浓缩液通过冷却结晶分离出硫酸钠，对于冷却结晶后剩余的结晶残液的处理通常采用两种方法，一是返回蒸发浓缩系统继续进行蒸发浓缩直至硫酸钠过饱和，二是将这部分结晶残液直接返回沉钒废水中，重新进入废水处理过程。虽然目前攀钢所采用的上述沉钒废水处理工艺能够实现沉钒废水的回收再利用，但是由于结晶残液返回沉钒废水或蒸发浓缩系统而破坏了沉钒废水处理系统的水量平衡，同时由于结晶残液中各种离子的富集，也加剧了沉钒废水处理设备的结垢堵塞、腐蚀等，由于水量平衡遭到破坏，也使得系统不能稳定顺行，当系统运行一定时间后其处理能力显著下降，影响了氧化钒生产的正常进行，另外，该方法中得到的固体硫酸钠的晶型差、粒度分布不均勻，利用价值不高。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有容易产生设备腐蚀和结垢，且回收的硫酸钠的晶型差、粒度分布不均勻等问题，提供一种不会产生设备腐蚀和结垢，并能够获得晶型良好、粒度分布均勻的硫酸钠的。本专利技术的专利技术人通过研究发现，通过使用硫酸钠结晶剂处理蒸发浓缩后的浓缩液，分离出硫酸钠晶体，并通过将结晶母液进行加热蒸馏回收硫酸铵等成分和硫酸钠结晶剂，能够彻底分离沉钒废水中的硫酸钠成分，且所得到的硫酸钠晶型良好，粒度分布均勻， 同时，由于不需要将结晶残液返回到沉钒废水或蒸发浓缩系统中，避免了结晶残液中各种离子的富集，从而解决了沉钒废水处理设备的结垢堵塞、腐蚀等问题。基于上述发现，本专利技术提供了一种，该方法包括(1)向所述沉钒废水中加入还原剂进行还原反应，使得所述沉钒废水中的六价铬和/或五价钒被还原；(2)向步骤(1)的反应后的混合物中加入碱液进行中和反应，直至该混合物中被还原的铬和/或钒被沉淀，然后分离得到固体和反应溶液；(3)将所述反应溶液加热浓缩，得到冷凝水和浓缩液；(4)将所述浓缩液与硫酸钠结晶剂混合进行结晶，分离得到硫酸钠晶体和结晶母液；(5)将所述结晶母液加热进行分馏，得到硫酸钠结晶剂、冷凝水和硫酸铵晶体。根据本专利技术的，沉钒废水在整个处理系统中物流呈单向状态，从沉钒废水投入到分离处理全过程都是单向流动，避免了结晶残液中各种离子的富集后的循环处理带来的设备结垢堵塞、腐蚀等问题，也不会破坏处理系统原有的水量平衡，能够保证沉钒废水处理过程的顺利进行，显著提高系统的废水处理能力。另外，通过使用硫酸钠结晶剂处理蒸发浓缩后的浓缩液，能够彻底分离沉钒废水中的硫酸钠成分，获得晶型良好，粒度分布均勻的硫酸钠晶体。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1是目前攀钢集团沉钒废水处理的流程图2是本专利技术的沉钒废水处理的流程图。具体实施方式根据本专利技术的，该方法包括(1)向所述沉钒废水中加入还原剂进行还原反应，使得所述沉钒废水中的六价铬和/或五价钒被还原；(2)向步骤(1)的反应后的混合物中加入碱液进行中和反应，直至该混合物中被还原的铬和/或钒被沉淀，然后分离得到固体和反应溶液；(3)将所述反应溶液加热浓缩，得到冷凝水和浓缩液；(4)将所述浓缩液与硫酸钠结晶剂混合进行结晶，分离得到硫酸钠晶体和结晶母液；(5)将所述结晶母液加热进行分馏，得到硫酸钠结晶剂、冷凝水和硫酸铵晶体。根据本专利技术的方法，所述沉钒废水是钒冶金过程中所产生的废水，是一种pH值为 2-3的酸性废水，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_以及其它微量杂质。根据本专利技术的方法，在步骤(1)中，向沉钒废水加入还原剂将沉钒废水还原，优选使废水中的六价铬还原为三价铬，同时使五价钒还原为三价钒或四价钒。所述还原剂可以为能够使六价铬还原为三价铬并使五价钒还原为三价钒或者四价钒的物质。在优选的情况下，为了提高沉钒废水的还原效果，同时避免向沉钒废水中引入新的杂质离子，所述还原剂优选为焦亚硫酸钠、亚硫酸钠和连二亚硫酸钠中的至少一种。所述还原剂的用量可以为本领域中的常规用量，只要能够使全部或大部分六价铬还原为三价铬并使五价钒还原为三价钒或四价钒即可。向沉钒废水中加入还原剂进行还原反应后，再向还原反应后的废水溶液中加入碱液，中和废水溶液同时使铬和钒形成沉淀物从废水溶液中沉淀出来。所述碱液可以使用本领域中各种常规的碱性物质溶液。为了进一步提高沉钒废水的处理效果，在优选的情况下， 所述碱液可以为饱和氢氧化钠溶液、碳酸钠中的至少一种。所述碱液的用量可以为本领域中的常规用量，例如可以为不再使沉钒废水产生沉淀物质的量。在优选的情况下，中和反应后的混合物的PH值可以为6-9，优选为7-8。沉淀完全后，通过抽滤、压滤或离心分离等来分离固体钒铬残渣，分离得到的固体钒铬残渣含有大量的铬的沉淀物和少量钒的沉淀物，可以用作冶炼铬铁或提取铬的原料。根据本专利技术的方法，在步骤(3)中，将步骤( 分离残渣后的反应溶液加热浓缩， 得到浓缩液。所述加热浓缩的温度为水沸腾温度，例如常压下，100°c下加热。所述加热浓缩使得浓缩液的浓度越高越好，但在优选的情况下，所述浓缩液中不出现结晶。根据本专利技术的方法，在步骤(4)中，将步骤C3)得到的浓缩液加入到硫酸钠结晶剂中进行结晶，分离得到硫酸钠晶体和结晶母液。所述硫酸钠结晶剂的用量可以在较大范围内任意选择。为了提高结晶的效果，在优选的情况下，以所述浓缩液的体积为基准，所述硫酸钠结晶剂的用量可以为30-50体积％，更优选为35-45体积％。所述硫酸钠结晶剂可以为水溶性醇和/或水溶性酮。在优选的情况下，所述硫酸钠结晶剂可以为甲醇、乙醇、乙二醇和丙酮中的至少一种。通过将浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李千文，蒲德利，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：