CN102719672B - 一种处理沉钒废水底流渣的方法及湿法提钒工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理沉钒废水底流渣的方法及湿法提钒工艺。所述方法包括步骤：将沉钒废水底流渣与碱性钒液混合，形成混合液；对所述混合液进行除杂处理；过滤经除杂处理的混合液，得到含钒滤液。本发明的方法或工艺的优点在于：提供一种使用湿法提钒工艺中产生碱性钒液来溶解沉钒废水底流渣并回收的沉钒废水底流渣中的钒元素的方法；在处理底流渣的过程中，完全避免了使用氢氧化钠，还减少了酸性沉钒用来调节pH值的硫酸；优化了工艺步骤，简化了操作处理过程，在除杂前一步就可以处理底流渣，不需要另外的工序专门用来处理底流渣。

Description

一种处理沉钒废水底流渣的方法及湿法提钒工艺
技术领域
本发明涉及湿法提钒技术领域，更具体地讲，涉及一种能够有效地处理沉钒废水底流渣并回收钒元素的方法以及一种湿法提钒工艺。
背景技术
湿法提钒工艺是常见的钒冶金工艺。常见的湿法提钒工艺一般均需要在前期对钒原料进行焙烧，例如钠化焙烧和钙化焙烧。在现有技术中，生产氧化钒的传统工艺包括顺次进行的钒原料预处理、钠化焙烧、水浸、净化、沉钒、脱氨等工序。
沉钒后的上层液是提钒厂主要的废水来源，沉钒废水中还含有大量不易沉降的多钒酸铵细颗粒，经过1～2天后沉降于废水池底部，上面的废水进入废水处理系统，而池底沉降的物质即为沉钒废水底流渣。沉钒废水底流渣的主要成分是多钒酸铵，约占渣总量的92～96wt％。
在现有技术中，沉钒废水底流渣的处理方法为用氢氧化钠溶液溶解或直接熔片。使用氢氧化钠溶液溶解沉钒废水底流渣的方法由于新增加了Na+，给废水处理带来很大困难。此外，使用氢氧化钠溶液溶解沉钒废水底流渣或对沉钒废水底流渣直接熔片后得到的产品通常质量不合格。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决上述现有技术问题中的一个或多个。
本发明的一方面提供了一种处理沉钒废水底流渣的方法。所述方法包括步骤：将沉钒废水底流渣与碱性钒液混合，形成混合液；对所述混合液进行除杂处理；过滤经除杂处理的混合液，得到含钒滤液。
在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还包括在所述形成混合液的步骤和所述除杂处理的步骤进行搅拌。
在本发明的一个示例性实施例中，所述碱性钒液为湿法提钒工艺中产生的、呈碱性、含钒元素的溶液。
在本发明的一个示例性实施例中，所述碱性钒液为钠化焙烧的产物或钙化焙烧的产物用水或碱液浸出而得到的钒液。
在本发明的一个示例性实施例中，所述碱性钒液的温度为60～90℃，pH值为9～11。
在本发明的一个示例性实施例中，所述除杂处理步骤通过向所述混合液中加入除杂剂的方式来实现，所述除杂剂为易溶钙盐。
本发明的另一方面提供了一种湿法提钒工艺。所述湿法提钒工艺包括顺次进行的钒原料预处理、钠化焙烧或钙化焙烧、水浸或碱液浸出、净化、沉钒、脱氨工序，并且所述湿法提钒工艺还包括如上所述的处理沉钒废水底流渣的方法，所述处理沉钒废水底流渣的方法设置在所述水浸或碱液浸出的工序与所述沉钒工序之间进行。
与现有技术相比，本发明的方法或工艺的有益效果包括：提供一种使用湿法提钒工艺中产生碱性钒液来溶解沉钒废水底流渣并回收的沉钒废水底流渣中的钒元素的方法；在处理底流渣的过程中，完全避免了使用氢氧化钠，还减少了酸性沉钒用来调节pH值的硫酸；优化了工艺步骤，简化了操作处理过程，在除杂前一步就可以处理底流渣，不需要另外的工序专门用来处理底流渣。
附图说明
图1示出了本发明示例性实施例的处理沉钒废水底流渣的方法的工艺流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细说明本发明。
图1示出了本发明示例性实施例的处理沉钒废水底流渣的方法的工艺流程图。
如图1所示，在本发明的一个示例性实施例中，处理沉钒废水底流渣的方法包括以下步骤：
首先，将沉钒废水底流渣与碱性钒液混合，以使沉钒废水底流渣溶解，形成混合液(即，图1中高浓度钒液)。即步骤S10的溶解步骤。
然后，对所述混合液进行除杂处理，以去除混合液中的诸如P、Si等杂质。即步骤S20的除杂步骤。
接下来，过滤经除杂处理的混合液，得到含钒滤液。即步骤S30的过滤步骤。
此外，还可以根据情况，调节得到的含钒滤液的浓度，以使其满足湿法提钒工艺的相关工序(例如，沉钒工序)对钒液的要求。例如，采用图1中的步骤S40(即稀释)来稀释得到的含钒滤液的浓度，以得到符合湿法提钒工艺的相关工序要求的合格钒液。
此外，在本发明的另一个示例性实施例中，所述处理沉钒废水底流渣的方法还可包括在所述步骤S10中进行充分搅拌，以及在步骤S20中进行充分搅拌，以加快反应速度，提高对沉钒废水底流渣中钒元素的回收率。
此外，在本发明的另一个示例性实施例中，所述碱性钒液为湿法提钒工艺中产生的、呈碱性、含钒元素的溶液。例如，所述碱性钒液可以为钠化焙烧的产物或钙化焙烧的产物用水或碱液浸出而得到的钒液。采用湿法提钒工艺中产生的碱性钒液来处理沉钒废水底流渣进行提钒，具有能够充分利用湿法提钒工艺内部产生的碱性钒液，以及完全避免了专门使用氢氧化钠溶解底流渣，还减少了酸性沉钒用来调节pH值的硫酸；优化了工艺步骤，简化了操作处理过程，在除杂前一步就可以处理底流渣，不需要另外的工序专门用来处理底流渣的有益效果。
此外，在本发明的另一个示例性实施例中，所述碱性钒液的温度可以为60～90℃，pH值可以为9～11。将碱性钒液的温度范围控制为60～90℃，更有利于钒液溶解底流渣，当碱性钒液的温度低于60℃时，溶解较慢不利生产效率；当碱性钒液的温度高于90℃，反而阻碍底流渣溶解，可能原因是温度太高加快水分蒸发，反而导致溶解性能降低。将碱性钒液的pH值控制在9～11之间，可以起到利用钒液本身的pH值就满足溶解底流渣的碱性要求。
此外，在本发明的另一个示例性实施例中，所述除杂处理步骤通过向所述混合液中加入除杂剂的方式来实现，所述除杂剂可以为CaCl2、CaSO4等易溶钙盐。除杂过程包括向溶解了底流渣后的钒液中加入易溶钙盐的除杂剂，然后搅拌预定时间(例如，15min)，随后可以静置预定时间(例如，可以为半个小时以上)再过滤即可。这里，主要利用了除杂剂中的钙离子可与溶解了底留渣后的钒液中的磷酸根和硅酸根等杂质离子生成沉淀的原理。除杂剂的加入量可以通过计算的方式得到。
此外，根据本发明的处理沉钒废水底流渣的方法得到的含钒滤液还可用于沉钒工序，并且还能够减少了酸性沉钒工序中用来调节溶液体系pH值的硫酸的用量。
在本发明的另一个示例性实施例中，处理沉钒废水底流渣的方法可以包括以下步骤：a、往碱性钒液中加入沉钒废水底流渣；b、搅拌30min后再加入除杂剂，再搅拌20min；c、步骤b完成后，过滤，得滤液；d、步骤c所得滤液经过稀释后，即得所需浓度钒液。
其中，步骤a中的碱性钒液是指钠化焙烧后水浸或碱浸出的钒液。碱性钒液的pH值为9～11，全钒浓度为25～35g/L，温度为60～90℃。步骤a中，沉钒废水底流渣的加入量可以根据碱性钒液体积来确定。例如，优选地，碱性钒液的体积(L)与底流渣的质量(g)之比可以为1∶(65-95)，即，1L碱性钒液对应地添加65g至95g底流渣。然而，只要能够将碱性钒液与沉钒废水底流渣混合，即可回收沉钒废水底流渣中的钒元素，因此，二者也可采用其它比例混合。沉钒废水底流渣的主要成分为多钒酸铵，约占渣总量的92～96wt％，且沉钒废水底流渣pH值为3～5。
例如，步骤b中的除杂剂为CaCl2。此外，除杂剂的加入量＝杂质体积浓度×碱性钒液体积×5.4(g)。这里，杂质主要包括P、Si等元素的离子。
示例1
取碱性钒液2L(全钒浓度为25.2g/L，P含量为0.05g/L，pH值为9.5，温度为70℃)，加入沉钒废水底流渣160g(多钒酸铵含量占94％，pH值为4.2)，搅拌30min后加入除杂剂CaCl20.54g，再不断搅拌反应20min，过滤，得高浓度钒液，pH值为6.2，钒损为0.015％。
示例2
取碱性钒液4L(全钒浓度为35g/L，P含量为0.07g/L，pH值为11，温度为90℃)，加入沉钒废水底流渣320g(多钒酸铵含量占92％，pH值为5)，搅拌30min后加入除杂剂CaCl21.52g，再不断搅拌反应20min，过滤，得高浓度钒液，pH值为6.5，钒损为0.01％。
示例3
取碱性钒液3L(全钒浓度为25g/L，P含量为0.045g/L，pH值为9，温度为60℃)，加入沉钒废水底流渣240g(多钒酸铵含量占96％，pH值为3)，搅拌30min后加入除杂剂CaCl20.73g，再不断搅拌反应20min，过滤，得高浓度钒液，pH值为6.4，钒损为0.014％。
示例4
取碱性钒液1L(全钒浓度为25g/L，P含量为0.06g/L，pH值为10，温度为80℃)，加入沉钒废水底流渣80g(多钒酸铵含量占95％，pH值为3.2)，搅拌30min后加入除杂剂CaCl20.324g，再不断搅拌反应20min，过滤，得高浓度钒液，pH值为6.6，钒损为0.017％。
此外，本发明还提供了一种湿法提钒工艺。在本发明的一个示例性实施例中，所述湿法提钒工艺包括顺次进行的钒原料预处理、钠化焙烧或钙化焙烧、水浸或碱液浸出、净化、沉钒、脱氨工序，其中，所述湿法提钒工艺还包括如上所述的处理沉钒废水底流渣的方法，所述处理沉钒废水底流渣的方法设置在所述水浸或碱液浸出的工序与所述沉钒工序之间进行。
综上所述，本发明的处理沉钒废水底流渣的方法，不仅能够有效地回收沉钒废水底流渣中的钒元素，回收率高；而且能够利用湿法提钒工艺内部产生的碱性钒液，优化了工艺，而且不产生废水。此外，本发明的方法还具有操作简单，节约氢氧化钠、硫酸等原料的优点，而且还能够和现有工艺相结合，易于实现大规模产业化处理沉钒废水底流渣。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (4)

1.一种处理沉钒废水底流渣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
将沉钒废水底流渣与碱性钒液混合，形成混合液，其中，所述碱性钒液为钠化焙烧的产物或钙化焙烧的产物用水或碱液浸出而得到的钒液，所述碱性钒液的温度为60～90℃，pH值为9～11；
对所述混合液进行除杂处理；
过滤经除杂处理的混合液，得到含钒滤液。
2.根据权利要求1所述的处理沉钒废水底流渣的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述形成混合液的步骤和所述除杂处理的步骤进行搅拌。
3.根据权利要求1所述的处理沉钒废水底流渣的方法，其特征在于，所述除杂处理步骤通过向所述混合液中加入除杂剂的方式来实现，所述除杂剂为易溶钙盐。
4.一种湿法提钒工艺，所述湿法提钒工艺包括顺次进行的钒原料预处理、钠化焙烧或钙化焙烧、水浸或碱液浸出、净化、沉钒、脱氨工序，其特征在于，所述湿法提钒工艺还包括如权利要求1至3中任意一项所述的处理沉钒废水底流渣的方法，所述处理沉钒废水底流渣的方法设置在所述水浸或碱液浸出的工序与所述沉钒工序之间进行。
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