CN101161596B - 一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法 - Google Patents

一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101161596B
CN101161596B CN200710099139A CN200710099139A CN101161596B CN 101161596 B CN101161596 B CN 101161596B CN 200710099139 A CN200710099139 A CN 200710099139A CN 200710099139 A CN200710099139 A CN 200710099139A CN 101161596 B CN101161596 B CN 101161596B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia
water
sulfate radical
waste water
producing
Prior art date
Application number
CN200710099139A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101161596A (zh
Inventor
曹宏斌
李玉平
张懿
Original Assignee
中国科学院过程工程研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中国科学院过程工程研究所 filed Critical 中国科学院过程工程研究所
Priority to CN200710099139A priority Critical patent/CN101161596B/zh
Publication of CN101161596A publication Critical patent/CN101161596A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101161596B publication Critical patent/CN101161596B/zh

Links

Abstract

本发明涉及一种资源化处理有色金属加工产生的含氮和硫酸根废水的工艺,主要特征包括:向废水中添加氢氧化钠,将水中的铵离子转变成分子态氨,然后再精馏塔内用热源将废水升温,水中的氨以气体的形式从塔顶进入冷凝器被冷却为氨液,氨液部分回流,剩余部分成为产品;脱氨后的水与待处理的废水换热后继续冷却结晶,获得硫酸钠晶体;脱除硫酸钠的水由于脱除了硫酸根和氨,可以直接返回到生产装置。本发明将氨精馏与硫酸钠冷却结晶进行工艺组合,通过将水中氨以液氨或氨水回收,硫酸根以硫酸钠回收,保证水的循环使用,同时又保留了水中有价的有价金属离子,提高资源回收率。总之,本工艺可实现有色金属加工产生的氨氮废水资源化全利用,而且工艺流程简单,适合于大规模工业生产,具有经济、环境双重效益。

Description

一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法
技术领域
[0001] 本发明属于废弃物资源化处理或冶金领域,涉及一种资源化处理有色金属加工过
程产生的含氨和硫酸根废水的方法,具体地说是涉及一种采用精馏-低温结晶组合工艺从 废水中回收氨和硫酸钠并使处理后的水再用于金属加工过程的方法。
背景技术
[0002] 硫酸和氨是有色金属加工过程中常用的酸和碱,但在生产过程中,这些物质常与 部分离子态的有色金属离子一起以废弃物的形式进入废水,如果得不到有效治理,不仅浪 费资源,而且可能造成严重的环境污染,如氨进入水体后容易引发"藻类增殖",导致鱼虾缺 氧死亡;硫酸根被厌氧微生物生物还原后易产生硫化氢,腐蚀设备、毒害人蓄;金属离子对 细胞产生毒副作用,严重威胁人蓄安全。
[0003] 目前,处理废水中氨的方法主要有空气吹脱法、折点加氯法、鸟粪石沉淀法、生物 硝化法、超声波吹脱法、电化学氧化法、蒸煮法、汽提法等;处理硫酸根废水的方法主要有牵丐 盐沉淀法;处理含重金属离子废水的方法主要有中和沉淀法、离子交换法、萃取法、硫化物 沉淀法、生物法等。
[0004] 上述方法仅针对单一污染,但不适合处理氨、硫酸根和重金属的复合污染,而 且处理技术存在一定缺陷。如空气吹脱法虽然可以将水中氨脱除,但水中的氨全部转 移到空气中,造成了二次污染;鸟粪石沉淀法(中国专利CN1406882A)和生物法(中国 专利CN1310692A、 CN1231651A)不适合处理高浓度含氨废水;超声波吹脱法(中国专利 CN1412123A)和电化学氧化法处理成本太高;蒸煮法(中国专利CN1246442A)能耗太高,而 且很难得到高浓度的氨水或液氨;中国专利CN1271690A报道的汽提法仅获得稀氨水。对 于重金属离子,前面几种方法虽然能够将金属离子与水分离,但处理成本较高。更为重要的 是,目前对同时含氨和重金属离子的废水尚缺乏有效处理技术。加钙法处理硫酸根存在的 最大问题是产生大量利用价值低的硫酸钙废渣,而且未沉淀的钙存在于水中会对水的回用 产生负作用。
[0005] 水是宝贵的不可再生资源,但一些金属加工过程产生的废水因为含有高浓度的氨
和硫酸根,无法重复用于金属加工过程,因此开发一种既能脱除水中氨和硫酸根,又不引入
杂质离子的水处理技术对提高金属加工工程的水重复利用率意义重大。
[0006] 然而,到目前为止还没有一种能够处理含氨、硫酸根和重金属离子的工业废水,而
简单地将上述处理技术进行组合,不仅设备投资高、处理流程复杂,而且容易造成资源流失。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种从有色金属加工过程产生的含氨废水中分别回收氨、硫
酸根,使处理后的水直接用于金属再加工的工艺,实现资源回收和水零排放。
[0008] 本发明资源化处理有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水的基本思路是,分别用精馏技术和冷却结晶技术将影响水回用的氨和硫酸根分别回收,脱除氨和硫酸根的水 可以作为金属加工的工艺水补充。
[0009] 本发明回收水中氨和硫酸根的基本原理如下: [OOW]( — )精馏分离水中的氨
[0011] 水中的铵离子在碱存在的条件下,发生如下反应: [0012]
[0013] 在加热条件下,水中的氨(NH3)从水中挥发,在经过精馏塔内地多次汽液相平衡分
离,氨完全从水中分离,并被浓縮。
[00M] ( 二 )冷却结晶分离水中硫酸根
[0015] 废水中加入氢氧化钠后,钠离子与水中的硫酸根形成了硫酸钠。冷却结晶就是利 用硫酸钠在水中溶解度随温度变化很大的关系,通过将温度降低,使水中的绝大部分硫酸 根被以硫酸钠产品的形式回收。
[0016] 下面结合附图1详细说明本发明提供一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫 酸根废水中分别回收氨、硫酸根的工艺流程:
[0017] 首先是待处理废水1与氢氧化钠溶液2混合,再与精馏塔B塔釜流出的高温脱氨 水10在原料预热器A中经过换热后进入精馏塔B中部;
[0018] 在精馏塔B中,热源9由塔釜加入,氨与水中热作用下分离,脱氨后的水向塔釜流, 氨气向塔顶流;
[0019] 从水中分离出的氨气4由精馏塔塔顶进入冷凝器C,并在冷凝器中被冷却为氨液, 氨液部分5回流到塔顶,其余部分6成为产品;
[0020] 高温脱氨水10从塔釜流出,与原料废水进行热交换降温后得到低温脱氨水11去 冷却结晶反应器D;
[0021 ] 在冷却结晶反应器D内,低温脱氨水被降温,水中硫酸钠在降温过程中以硫酸钠 晶体形式析出,含硫酸钠固体的净化水14进入固液分离器E进行固液分离,分别得到硫酸 钠晶体16和净化水15,净化水15返回生产线。
[0022] 所述的有色金属加工指从含钒、钼、稀土、铌、钽、钨、锆、锰、镍、镓、铜的矿物、尾 矿、废渣、废催化剂或电子废弃物中回收上述有色金属的过程;所述的含氨废水与氢氧化钠 溶液混合后水的pH值为10-13。
[0023] 所述的热源为电、导热油或蒸汽;所述精馏塔精馏段理论塔板数1-6块,提留段理 论塔板数5-20块,氨与水分离表压为-0. 09〜1. 4MPa ;所述的高温脱氨水中氨氮含量小于 20mg氨氮/升水。
[0024] 所述的氨液中氨氮质量百分含量为10〜99. 5%,温度为0〜5(TC,氨液回流到塔 中的体积与成为产品的体积的比例为0. 5-5。
[0025] 所述的冷却结晶反应器中温度0-5°C,降温时间2-15小时;所述的脱硫酸钠水含 硫酸钠质量浓度低于6%。
[0026] 本发明提供一种从有色金属加工过程产生的含氨废水中分别回收氨、硫酸根,使 处理后的水直接用于金属再加工的工艺,其优点在于:
[0027] 1)本发明通过采用精馏技术回收水中的氨,可得到液氨或浓氨水,产品实用价值大于传统技术所得到的硫酸铵;
[0028] 2)本发明采用低温冷却结晶回收水中的硫酸钠,既消除污染,又回收资源; [0029] 3)本发明另一优点是通过回收水中的氨和硫酸根,去除了影响水回用的氨和硫酸 根杂质,不需要再脱除水中重金属离子即可以保证水再用到金属加工工程,是一个循环经 济的典型代表。
附图说明
[0030] 附图1为从有色金属加工过程产生的含氨废水中分别回收氨、硫酸根的工艺流程 框图
[0031] 图中:A原料预热器;B精馏塔;C塔顶冷凝器;D冷却结晶反应器;E固液分离器;1 待处理废水;2氢氧化钠溶液;3被加热后的待处理废水;4塔顶氨气;5回流氨液;6产品氨 液;7循环冷却水进水;8循环冷却水出水;9热源;10高温脱氨热水;11低温脱氨水;12冷 冻盐水进水;13冷冻盐水进水;14含硫酸钠固体的混合液;15处理完成水;16硫酸钠晶体
具体实施方式 [0032] 实施例1
[0033] 某含钒、钼触媒加工废水的水质为:氨氮浓度10000mg/L、硫酸根浓度139000mg/ L、钒浓度600mg/L、钼浓度300mg/L、pH值2. 1。处理时将待处理废水用45%的氢氧化钠调 节pH到12后输送到精馏段1块理论板,提馏段10理论板的精馏塔中,在塔顶温度95°C 、表 压0. 1个大气压下进行精馏处理,塔顶气体被冷凝为45t:液体,其中20%回流,剩余80% 作为产品收集;塔釜的水经过降温处理后进入冷却结晶反应器,在冷却结晶反应器中,液体
温度被降低到rc,5小时后将混合物过滤,得硫酸钠晶体和处理后的水。分析表明,处理后
的水质指标如下:氨氮浓度13mg/L、硫酸根浓度32000mg/L、钒浓度400mg/L、钼浓度260mg/ L、pH值8. 9 ;回收的氨液含氨量17%、含水83%。经过处理的水用于浸取高温焙烧触媒表 明,产品偏钒酸铵和钼酸铵的杂质含量全部在控制范围内。 [0034] 实施例2
[0035] 某含钒工业废渣加工废水的水质为:氨氮浓度14000mg/L、硫酸根浓度103000mg/ L、钒浓度460mg/L、pH值8. 7。处理时将待处理废水用45%的氢氧化钠调节pH到12. 5后输 送到精馏段5块理论板,提馏段20块理论板的精馏塔中,在表压12. 0个大气压下进行精馏 处理,塔顶气体被冷凝为5t:液体,其中70%回流,剩余30%作为产品收集;塔釜的水经过 降温处理后进入冷却结晶反应器,在冷却结晶反应器中,液体温度被降低到7°C,5小时后 将混合物过滤,得硫酸钠晶体和处理后的水。分析表明,处理后的水质指标如下:氨氮浓度 17mg/L、硫酸根浓度24200mg/L、钒浓度450mg/L、pH值8. 7 ;回收的氨液含氨量99. 5% 。该 处理水继续用于浸取高温焙烧含钒废渣表明,产品偏钒酸铵中的杂质含量在控制范围内。

Claims (10)

  1. 一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于:1)有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水与氢氧化钠溶液混合,再与塔釜流出的高温脱氨水换热后进入精馏塔;2)在精馏塔中,热源由塔釜通入,氨与水在热的作用下分离,脱氨后的高温脱氨水向塔釜流,氨向塔顶流;3)从水中分离的氨由精馏塔塔顶进入冷凝器,并在冷凝器中被冷却为氨液,氨液部分回流到塔顶,其余部分成为产品;4)高温脱氨水从塔釜流出,并与原料废水进行热交换,降温后得到低温脱氨水去冷却结晶反应器;5)在冷却结晶反应器内,低温脱氨水被进一步降温,水中硫酸钠在降温过程中以晶体析出,脱硫酸钠的水返回生产线。
  2. 2. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,所述的有色金属加工指 从含钒、钼、稀土、铌、钽、鸨、锆、锰、镍、镓、铜的矿物或废渣中回收上述有色金属的过程。
  3. 3. 按权利要求2所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于所述的废渣指尾矿、废催 化剂或电子废弃物。
  4. 4. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤1)中的含氨和硫酸 根废水与氢氧化钠溶液混合后水的pH值为10-13。
  5. 5. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤2)中的精馏塔精馏 段理论塔板数1-6块,提留段理论塔板数5-20块;所述的热源为电、导热油或蒸汽。
  6. 6. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤2)中的氨与水分离 表压为-0. 09〜1. 4MPa。
  7. 7. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤2)中的高温脱氨水 中氨氮含量小于20mg氨氮/升水。
  8. 8. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤3)中的氨液中氨氮 质量百分含量为10〜99. 5%,温度为0〜5(TC,氨液回流到塔中的体积与成为产品的体积 的比例为0. 5-5。
  9. 9. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收氨、 硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤5)中的冷却结晶反 应器中温度0-5°C,降温时间2-15小时。
  10. 10. 按权利要求1所述的一种从有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水中回收 氨、硫酸根并使得处理后的水达到生产回用标准的工艺,其特征在于,步骤5)中的脱硫酸钠的水含硫酸钠质量浓度低于6% 。
CN200710099139A 2007-05-14 2007-05-14 一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法 CN101161596B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710099139A CN101161596B (zh) 2007-05-14 2007-05-14 一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710099139A CN101161596B (zh) 2007-05-14 2007-05-14 一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101161596A CN101161596A (zh) 2008-04-16
CN101161596B true CN101161596B (zh) 2010-05-26

Family

ID=39296586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710099139A CN101161596B (zh) 2007-05-14 2007-05-14 一种资源化处理有色金属加工含氨和硫酸根废水的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101161596B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101643300B (zh) * 2009-09-01 2012-01-04 浙江大学 一种金属加工综合废水的处理方法
CN102502900B (zh) * 2011-11-02 2013-08-14 攀钢集团研究院有限公司 钠化焙烧-浸出-酸性铵盐沉钒废水的处理方法
CN102642970A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 河北钢铁股份有限公司承德分公司 钒渣提钒高盐废水资源化利用的方法
CN102976543A (zh) * 2012-12-18 2013-03-20 深圳市能源环保有限公司 一种垃圾沥滤液处理方法及系统
CN103922543B (zh) * 2014-04-22 2016-04-13 东南大学 垃圾沥滤液处理方法
CN104261607A (zh) * 2014-09-26 2015-01-07 浙江华友钴业股份有限公司 一种复杂萃余液的处理方法
CN106746102B (zh) * 2015-11-25 2020-11-10 广东致远新材料有限公司 一种含氟氨氮废水的处理工艺
CN105502769B (zh) * 2015-12-29 2018-05-08 河北诚信九天医药化工有限公司 一种资源化处理氰基乙酸酯生产中酯化酸性废水的方法
NL2020788B1 (en) 2017-04-21 2019-06-26 China Petroleum & Chem Corp Apparatus and Method for Treating Waste Water Containing Ammonium Salts
US10829401B2 (en) 2017-08-28 2020-11-10 China Petroleum & Chemical Corporation Apparatus and method for treating waste water containing ammonium salts
CN107473447B (zh) * 2017-09-26 2020-10-30 赣州逸豪优美科实业有限公司 一种钙法资源化处理酸性高浓度硫酸铵废水的方法
CN108866355A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 广东省稀有金属研究所 一种含钒溶液综合利用的方法
CN109775727B (zh) * 2019-02-22 2021-05-11 江西赣锋锂业股份有限公司 一种芒硝连续冷冻结晶工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5183577A (en) * 1992-01-06 1993-02-02 Zimpro Passavant Environmental Systems, Inc. Process for treatment of wastewater containing inorganic ammonium salts
CN1331055A (zh) * 2000-07-04 2002-01-16 马克印 稀土废水回收及全循环处理的工艺方法
CN1517303A (zh) * 2003-01-14 2004-08-04 上海博申工程技术有限公司 一种处理含氨含硫酸性污水的组合工艺
CN1935653A (zh) * 2006-09-29 2007-03-28 湖北开元化工科技股份有限公司 一种回收增浓氨的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5183577A (en) * 1992-01-06 1993-02-02 Zimpro Passavant Environmental Systems, Inc. Process for treatment of wastewater containing inorganic ammonium salts
CN1331055A (zh) * 2000-07-04 2002-01-16 马克印 稀土废水回收及全循环处理的工艺方法
CN1517303A (zh) * 2003-01-14 2004-08-04 上海博申工程技术有限公司 一种处理含氨含硫酸性污水的组合工艺
CN1935653A (zh) * 2006-09-29 2007-03-28 湖北开元化工科技股份有限公司 一种回收增浓氨的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-178023A 2000.06.27

Also Published As

Publication number Publication date
CN101161596A (zh) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102079601B (zh) 一种稀土湿法冶炼废水资源回收及废水零排放处理工艺
CN102851693B (zh) 一种从冶炼烟灰中回收生产电解铜和电解锌的工艺
CN102206755B (zh) 一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法
CN100467631C (zh) 从镀金印刷电路板废料中回收金和铜的方法
CN102329964B (zh) 一种从钒铬还原废渣中分离回收钒和铬的方法
CN101618892B (zh) 不锈钢酸洗废水污泥中重金属的回收及综合利用方法
CN100591783C (zh) 一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法
CN104099474B (zh) 一种电镀污泥回收利用工艺
CN105271632B (zh) 一种电镀污泥综合回收的方法
CN100572286C (zh) 利用含砷废水制备三氧化二砷的方法
CN105696010B (zh) 一种含铁含锌废盐酸溶液的回收利用方法
CN102851707B (zh) 一种碱浸法从冶炼烟灰中回收生产电解锌粉和铅粉的工艺
CN101643243B (zh) 从电镀污泥中回收铜、镍、铬、锌、铁的方法
CN102828025B (zh) 从石煤钒矿中提取v2o5的方法
CN101838736B (zh) 湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法
CN102107978B (zh) 电路板行业含铜蚀刻废液资源化利用及无害化处理的方法
CN104831075B (zh) 一种废钒钼系scr催化剂的钒、钼分离和提纯方法
CN101845562A (zh) 改进型两矿法生产电解金属锰的装置及方法
CN101058853A (zh) 利用含钒、铬、铁和磷的工业渣回收化工产品的方法
CN103849775B (zh) 一种从高温合金废料中回收镍和钴的方法
CN101497458B (zh) 一种利用线路板退锡废水制备锡酸钠的方法
CN103343229A (zh) 从电镀废泥中综合回收有价金属的方法
CN103693665B (zh) 一种粉煤灰制备高纯氧化铝的方法
CN102041388B (zh) 含钼和镍废催化剂回收金属的方法
CN105039703A (zh) 电解锰阳极泥中回收锰和铅的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170801

Address after: 100085, 17 floor, building 18, No. 1 East Haidian District Road, Beijing, Zhongguancun, C2008

Patentee after: Beijing SaiKe Kanglun Environmental Science & Technology Co., Ltd.

Address before: 100080 No. two, No. 1, North Haidian District, Beijing, Zhongguancun

Patentee before: Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences