CN101525189B - 含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法。经过工序1，脱氨制取氨水；经过工序2，提取氢氧化铬；经过工序3，用树脂柱吸附钒、铬；经过工序4，提取无水硫酸钠。本方法能够从含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水中分离氨、铬、钒和无水硫酸钠，使废水净化并重复利用，实现零排放，产生环保效应。本方法适宜在同时含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水中提取有用物质及对水净化重复利用中应用。

Description

含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法

技术领域

本发明提出的是湿法冶金和环保领域全组分资源化处理含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法。

背景技术

湿法冶金行业产生的废水中因同时含有氨、钒、铬和硫酸钠，化学成分复杂，化学性质各异，环保处理难以进行。较好的企业用还原剂处理废水，使其大部分Cr⁶⁺还原为Cr³⁺直接排放，废水中的氨和硫酸钠未经处理，照样污染环境和水体，浪费了大量的氨、钒、铬、硫酸钠和水资源。

发明内容

为了克服现有的含有氨、钒、铬、硫酸钠废水处理方法的不足，本发明提出了含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法。该方法依据废水中各种物质的浓度及化学性质，采用分步化学与物理转化的方式解决废水综合处理的技术问题。

本发明解决技术问题所采取的方案是：

工序1，脱氨制取氨水。向废水中加入氢氧化钠，使溶解在废水中的铵盐转变为游离氨，从废水中逸出，液体部分为脱氨废水。

工序2，提取氢氧化铬。用硫酸调节脱氨废水的pH值，并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，当废水的pH值在3-5.5和Cr⁶⁺浓度小于0.03-0.05g/1时，加入氢氧化钠，使pH值保持7.0-8.5，在温度为40-50℃和搅拌的条件下反应30-40分钟，当溶液中总铬的浓度小于0.05g/1时，用泵将反应釜的废水输至板框过滤机进行固液分离，固体为氢氧化铬产品，液体为脱铬废水。

工序3，用树脂柱吸附钒、铬。分别用阴离子交换树脂柱和螯合树脂柱吸附废水中的高价、低价钒和铬离子，解析富积的钒、铬溶液用泵输至湿法冶金浸出工段。

工序4，提取无水硫酸钠。将处理后的废水通过泵输至三效蒸发器中，用饱和水蒸气进行蒸发结晶，通过离心机进行固液分离，所得晶体干燥后成为无水硫酸钠产品；离心产生的母液经兑液罐返回第一效蒸发器进行再蒸发。处理过程中所产生的蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

积极效果：本方法能够从含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水中分离出氨用于制成氨水，通过还原剂还原沉淀出氢氧化铬产品，通过树脂柱离子交换解析出钒、铬液用于湿法冶金应用，在经过树脂柱交换的水中提取无水硫酸钠，使废水净化并重复利用，实现零排放，产生环保效应。本方法适宜在同时含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水中提取有用物质及对水净化重复利用中应用。

附图说明

图1含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的过程图

具体实施方式

实施例1

1、脱氨制取氨工序：将含有氨、钒、铬和硫酸钠的生产废水和40％氢氧化钠溶液在管道混合器混合，进入专用脱氨塔，控制塔顶温度在100℃的条件下，加碱废水由塔顶经多级塔盘添料流至塔底，生成的氨气由塔顶的管道出口逸出，经表面冷凝器冷却降温，与冷凝的水蒸气生成氨水产品，塔底排出的废水为脱氨废水。

2、提取氢氧化铬。脱氨废水输入带保温的防腐反应釜中，使用硫酸将废水pH调整为3，使用蒸汽维持65℃，根据Cr⁶⁺浓度加入适量的硫化钠还原剂，使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，当Cr⁶⁺的浓度小于0.03g/1时，再加入适量的氢氧化钠，调整废水pH为8.5，Cr³⁺生成氢氧化铬，再经过滤分离，固相为氢氧化铬产品，液相为脱铬后废水。

3、用树脂柱吸附钒、铬。脱铬废水中还含有微量的钒和铬，采用一套大孔型阴离子交换树脂柱(D 301R)交替吸附废水中的高价钒和铬离子，然后使用吡啶型螯合树脂SumichelateCR-2吸附，当D301R树脂柱吸附饱和后，用氢氧化钠碱液解析再生；SumichelateCR-2树脂柱，吸附饱和后，用硫酸溶液解析再生，解析富积的钒、铬溶液返回湿法冶金浸出工段回收利用。

4、提取无水硫酸钠。经树脂柱深度脱钒、铬后的废水用泵输至三效蒸发器，经蒸发器浓缩，硫酸钠结晶为无水硫酸钠晶体，通过离心分离和干燥成为无水硫酸钠即元明粉；废水蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

实施例2

1、脱氨制取氨水。废水中加碱为质量百分比为40％氢氧化钠溶液，塔顶温度控制在120℃，获得氨水和脱氨废水。脱氨废水加硫酸调整pH值为4，保温68℃，使用亚硫酸钠作还原剂，使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺生成氢氧化铬，同时生成脱铬废水。

2、提取氢氧化铬。脱铬废水中微量钒、铬采用凝胶型阴离子交换树脂柱(201×7)交替吸附废水中的高价钒和铬离子，然后使用单胺基磷酸型螯合树脂D412吸附，当201×7树脂柱吸附饱和后，用氢氧化钠碱液解析再生，D412树脂柱吸附饱和后，用硫酸溶液解析再生，解析富积的钒、铬溶液返回湿法冶金浸出工段回收利用。

4、提取无水硫酸钠。经树脂柱脱钒、铬后的废水用泵输至三效蒸发器，蒸发获得元明粉，蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

实施例3

1、脱氨制取氨水。将含有氨、钒、铬和硫酸钠的生产废水和40％氢氧化钠溶液在管道混合器混合，进入脱氨塔，控制塔顶温度109℃，

2、提取氢氧化铬。脱氨废水输入带保温的防腐反应釜，使用硫酸将废水pH值调整为5，使用蒸汽维持70℃，使用甲醛作还原剂，使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，当Cr⁶⁺的浓度小于0.03g/1时，再加入氢氧化钠，调整废水pH为8，Cr³⁺生成氢氧化铬，经过滤分离，固相为氢氧化铬产品，液相为沉铬后废水。

3、用树脂柱吸附钒、铬。脱铬废水中的有微量的钒和铬，用大孔型阴离子交换树脂柱(D201)交替吸附废水中的高价钒和铬离子，然后使用单亚胺二乙酸型螯合树脂D401吸附，当D201树脂柱吸附饱和后，用氢氧化钠碱液解析再生，D401树脂柱吸附饱和后，用硫酸溶液解析再生，解析富积的钒、铬溶液返回湿法冶金浸出工段回收利用。

4、提取无水硫酸钠。提取钒、铬后的废水输至三效蒸发器，获得无水硫酸钠晶体，经离心分离和干燥后成为元明粉；蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

实施例4

1、脱氨制取氨水。将含有氨、钒、铬和硫酸钠的生产废水和40％氢氧化钠溶液在管道混合器混合，通入脱氨塔，控制塔顶温度109℃的条件下，加碱废水由塔顶经多级塔盘添料流至塔底，生成的氨气由塔顶的管道出口逸出，经表面冷凝器冷却降温，与冷凝的水蒸汽生成氨水产品，塔底排出的废水为脱氨废水。

2、提取氢氧化铬。脱氨废水输入带保温的防腐反应釜，使用硫酸将废水pH值调整为5，使用蒸汽维持70℃，根据Cr⁶⁺浓度加入甲醛还原剂，使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，当Cr⁶⁺的浓度小于0.03g/1时，再加入适量的氢氧化钠，调整废水pH为7，Cr³⁺生成氢氧化铬，经过滤分离，固相为氢氧化铬产品，液相为脱铬后废水。

3、用树脂柱吸附钒、铬。脱铬废水中还含有微量的钒和铬，采用一套大孔型阴离子交换树脂柱(D 301)交替吸附废水中的高价钒和铬离子，然后使用吡啶型螯合树脂SumichelateCR-2吸附，当D301树脂柱吸附饱和后，用氢氧化钠碱液解析再生，SumichelateCR-2树脂柱吸附饱和后，用硫酸溶液解析再生，解析富积的钒、铬溶液返回湿法冶金浸出工段回收利用。

4、提取无水硫酸钠。经树脂柱深度脱钒、铬后的废水用泵输至三效蒸发器，经蒸发器浓缩，硫酸钠结晶为无水硫酸钠晶体，再经离心分离和干燥后为元明粉；废水蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

实施例5

1、脱氨制取氨水。将含有氨、钒、铬和硫酸钠的生产废水和40％氢氧化钠溶液在管道混合器混合，进入专用脱氨塔，控制塔顶温度112℃的条件下，加碱废水由塔顶经多级塔盘添料流至塔底，生成的氨气由塔顶的管道出口逸出，经表面冷凝器冷却降温，与冷凝的水蒸汽生成氨水产品，塔底排出的废水为脱氨废水。

2、提取氢氧化铬。脱氨废水输入带保温的防腐反应釜，使用硫酸将废水pH值调整为4，使用蒸汽维持70℃，根据Cr⁶⁺浓度加入乙醛还原剂，使Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，当Cr⁶⁺的浓度小于0.03g/1时，再加入适量的氢氧化钠，调整废水pH值为8，Cr³⁺生成氢氧化铬，经过滤分离，固相为氢氧化铬产品，液相为脱铬后废水。

3、用树脂柱吸附钒、铬。脱铬废水中还含有微量的钒和铬，采用一套大孔型阴离子交换树脂柱(D301R)交替吸附废水中的高价钒和铬离子，然后使用吡啶型螯合树脂SumichelateCR-2吸附，当D301R树脂柱吸附饱和后，用氢氧化钠碱液解析再生，SumichelateCR-2树脂柱吸附饱和后，用硫酸溶液解析再生，解析富积的钒铬溶液返回湿法冶金浸出工段回收利用。

4、提取无水硫酸钠。经树脂柱深度脱钒、铬后的废水用泵输至三效蒸发器，经蒸发器浓缩，硫酸钠结晶为无水硫酸钠晶体，经离心分离和干燥后成为元明粉；废水蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

还原剂为具有还原作用的物质，包括亚硫酸钠、硫酸钠、甲醇、甲醛、乙醛和硫化钠。

含有氨、钒、铬和硫酸钠的生产废水经过脱氨可以获得氨水产品，从而从废水中脱出了氨，使水初步净化；经过脱铬获得氢氧化铬产品，而从废水中脱出了铬元素，并获得了铬产品，同时使废水得到进一步净化；经过树脂柱脱出脱铬的废水中的微量钒和铬，通过解析后用于湿法冶金的原料使用；脱氨、铬和钒的废水中含有硫酸钠，通过结晶和干燥获得无水硫酸钠产品，也称元明粉，作为工业原料使用。

经过脱氨制取氨水、脱铬制取氢氧化铬、脱钒、铬，分离出无水硫酸钠产品后，废水得到净化，成为能够重复利用的净水。此方法能够从废水中提取有用的物质，同时使之净化并重复使用，真正意义地实现废水零排放，产生环保效应。

Claims (3)

1.含有氨、钒、铬和硫酸钠废水处理的方法，其特征是：

工序(1)，脱氨制取氨水，向废水中加入氢氧化钠，使溶解在废水中的铵盐转变为游离氨，从废水中逸出，液体部分为脱氨废水；

工序(2)，提取氢氧化铬，用硫酸调节脱氨废水的pH值，并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，当废水的pH值在3-5.5和Cr⁶⁺浓度小于0.03-0.05g/1时，加入氢氧化钠，使pH值保持7.0-8.5，在温度为40-50℃和搅拌的条件下反应30-40分钟，当溶液中总铬的浓度小于0.05g/1时，用泵将反应釜的废水输至板框过滤机进行固液分离，固体为氢氧化铬产品，液体为脱铬废水；

工序(3)，用树脂柱吸附钒、铬，分别用阴离子交换树脂柱和螯合树脂柱吸附废水中的高价、低价钒和铬离子，解析富积的钒、铬溶液用泵输至湿法冶金浸出工段；

工序(4)，提取无水硫酸钠，将处理后的废水通过泵输至三效蒸发器中，用饱和水蒸气进行蒸发结晶，通过离心机进行固液分离，所得晶体干燥后成为无水硫酸钠产品；离心产生的母液经兑液罐返回第一效蒸发器进行再蒸发，处理过程中所产生的蒸发冷凝水全部返回生产系统重复使用。

2.根据权利要求1所述的含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水处理的方法，其特征是：所述还原剂为硫化钠、亚硫酸钠、甲醇、甲醛或乙醛。 

3.根据权利要求1所述的含有氨、钒、铬和硫酸钠的废水处理的方法，其特征是：所述的阴离子交换树脂柱中使用的为大孔径或凝胶型树脂，鳌合树脂为吡啶类、单胺基磷酸型或亚胺二乙酸型。 

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