CN103074503B - 石煤提钒废水零排放系统及方法 - Google Patents

石煤提钒废水零排放系统及方法 Download PDF

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CN103074503B CN201310061533.6A CN201310061533A CN103074503B CN 103074503 B CN103074503 B CN 103074503B CN 201310061533 A CN201310061533 A CN 201310061533A CN 103074503 B CN103074503 B CN 103074503B
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侯作义
董鑫
周万明
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老河口市绿华环保科技有限公司
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Abstract

一种石煤提钒废水零排放系统及方法,所述系统包括有钒浸出装置、钒液离子交换装置、沉钒池、脱水机械和解吸液池,所述钒浸出装置为逆流循环淋洗浸出装置,逆流循环淋洗浸出装置包括有并联设置的至少两组循环淋洗浸出体,每组循环淋洗浸出体均包括有浸出罐、浸出液循环池、浸出液循环泵和浸出液循环管,浸出液循环池还与钒浸出液净化装置连通;所述钒浸出液净化装置包括有钒浸出液沉清池、钒浸出液过滤柱和钒净化液池,钒净化液池又通过钒净化液泵与钒液离子交换装置连通,所述钒液离子交换装置为高浓度钒浸出液离子交换装置。本系统及方法以较低的投资和运行费用,很好的实现了钒提取生产全过程的生产废水零排放。

Description

石煤提钒废水零排放系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种石煤提钒工艺,特别是一种石煤湿法提钒系统及方法。
背景技术
[0002] 钒是重要的战略资源,钒以微合金化元素加入金属如钢中,可以提高钢材的强度、硬度和耐磨性,是发展新型微合金化钢材必不可少的元素之一。随着钒在冶金、化工、新能源等领域的广泛应用,开发含钒石煤矿产资源具有极大的经济和社会意义。现有提钒工艺中,在焙烧矿球( 烧结块)浸出、离子交换和铵盐沉钒等工艺流程中均需要使用大量的水,所以存在废水排放污染环境的问题。为了解决废水排放污染环境的问题,国家发展和改革委员在《钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划》中明确要求石煤提钒生产应实现“废水零排放”,但现有的石煤提钒工艺要想达到废水零排放,一般是采用废水蒸发或化学处理,这些方式的投资和运行费用都比较高,并且工艺流程复杂繁琐,所以需要改进。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种石煤提钒废水零排放系统及方法,要解决石煤提钒工艺在实现“废水零排放”时、废水处理成本太高且工艺流程复杂繁琐的技术问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种石煤提钒废水零排放系统,包括有钒浸出装置、钒液离子交换装置、沉钒池、脱水机械和解吸液池,所述钒液离子交换装置中的离子吸附体与沉钒池连通,沉钒池又通过上清液泵与解吸液池连通,解吸液池又与钒液离子交换装置中的离子吸附体连通,其特征在于:所述钒浸出装置为逆流循环淋洗浸出装置,逆流循环淋洗浸出装置包括有并联设置的至少两组循环淋洗浸出体,每组循环淋洗浸出体均包括有浸出罐、浸出液循环池、浸出液循环泵和浸出液循环管,其中浸出罐的出液口与浸出液循环池连通,浸出液循环池又通过浸出液循环泵和浸出液循环管与浸出罐中的旋转喷淋管连通,浸出液循环池还与钒浸出液净化装置连通。
[0005] 所述钥;浸出液净化装置包括有钥;浸出液沉清池、钥;浸出液过滤柱和钥;净化液池,所述逆流循环淋洗浸出装置中的浸出液循环池与钒浸出液沉清池连通,钒浸出液沉清池又与钒浸出液过滤柱的进液口连通,钒浸出液过滤柱的出液口又与钒净化液池连通,钒净化液池又通过钒净化液泵与钒液离子交换装置连通。
[0006] 所述钒液离子交换装置为高浓度钒浸出液离子交换装置,高浓度钒浸出液离子交换装置包括有底水池和并联设置的至少两组离子吸附体,每组离子吸附体均包括有离子交换柱、底水循环池、底水循环泵和底水循环管,其中钒浸出液净化装置中的钒净化液池通过钒净化液泵与所有的离子吸附体均连通,离子吸附体中的离子交换柱的出液口与底水循环池连通,底水循环池又通过底水循环泵和底水循环管与离子交换柱的进液口连通,底水循环池还通过底水循环泵与底水池连通,底水池又与逆流循环淋洗浸出装置中的循环淋洗浸出体连通。
[0007] 所述高浓度钒浸出液离子交换装置还与饱和树脂净化装置连通,所述饱和树脂净化装置包括有冲洗水池、清水池、冲洗水循环池、新水池、冲洗新水过滤柱和冲洗水过滤柱,所述高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子交换柱的上部溢流口与冲洗水循环池连通,冲洗水循环池又与冲洗水过滤柱的进液口和冲洗新水过滤柱的进液口连通,冲洗水过滤柱的出液口和冲洗新水过滤柱的出液口又与冲洗水池连通,冲洗水池又通过冲洗水池泵与高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子交换柱的出液口连通,所述新水池也与高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子交换柱的出液口连通,所述冲洗水池还通过冲洗水池泵与清水池连通,清水池又与逆流循环淋洗浸出装置中的循环淋洗浸出体连通。
[0008] 所述逆流循环淋洗浸出装置还可以包括有至少一个低浓度钒液池,并且低浓度钒液池通过钒液池循环回路与所有的循环淋洗浸出体连通。
[0009] 所述钒液池循环回路上可以设有低浓度钒液池泵,低浓度钒液池通过钒液池循环回路和低浓度钒液池泵与循环淋洗浸出体连通。
[0010] 所述高浓度钒浸出液离子交换装置还可以包括有含钒底水池,含钒底水池通过含钒底水池循环回路与所有的离子吸附体连通。
[0011] 所述含钒底水池循环回路上可设有含钒底水池泵,含钒底水池通过含钒底水池循环回路和含钒底水池泵与离子吸附体连通。
[0012] 所述钒浸出液沉清池可通过沉清池泵与钒浸出液过滤柱的进液口连通,所述解吸液池可通过解吸液泵与高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子吸附体连通,所述底水池可通过底水池泵与逆流循环淋洗浸出装置连通,所述清水池可通过清水池泵与逆流循环淋洗浸出装置连通,所述新水池可通过新水池泵与高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子吸附体连通。
[0013] 一种应用石煤提钒废水零排放系统的石煤提钒废水零排放方法,其特征在于步骤如下:步骤一、将原始焙烧钒矿球投入至逆流循环淋洗浸出装置中已清空的浸出罐中,然后将底水池中的底水和冲洗水池中的冲洗作为浸出剂送入至浸出罐中,然后多次反复淋洗浸出原始焙烧钒矿球,然后浸出`剂变为含五氧化二钒浓度> 35g/L的高浓度钒浸出液并被输送至钒浸出液净化装置,原始焙烧钒矿球变为五氧化二钒含量低于0.2%的钒矿渣并被卸出至浸出罐外;步骤二、高浓度钒浸出液经过钒浸出液净化装置的净化除杂,变为钒净化液,然后又输送至高浓度钒浸出液离子交换装置中;步骤三、钒净化液进入高浓度钒浸出液离子交换装置中的离子吸附体,钒净化液中的钒离子被离子吸附体中的离子交换柱中的树脂吸附,离子吸附体中的离子交换柱中的树脂变为饱和树脂,钒净化液变为了底水并流入至底水池中,底水一部分送往制球工序作为加湿剂使用,另一部分作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置;步骤四、将饱和树脂净化装置中的冲洗水池中留存的冲洗水由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使冲洗水循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,接着再往饱和树脂净化装置中的新水池中加入新水,将新水由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使新水再次循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂;经过冲洗水和新水的循环反冲洗以后,离子交换柱中的饱和树脂将变为净化饱和树脂,冲洗水变为清水并作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置中,新水变为冲洗水并储存在冲洗水池中;步骤五、解吸液池中储存有不含钒的解吸液,将解吸液池中的不含钒的解吸液送至离子交换柱,不含钒的解吸液将与离子交换柱中的净化饱和树脂解吸出来的钒离子混合成为含钒解吸液,然后从离子交换柱出液口排入至沉钒池中;步骤六、向沉钒池中加入氯化铵,氯化铵与解吸液反应,生成偏钒酸铵并结晶沉淀,此时解吸液将变为不含钒的上清液,用上清液泵将上清液泵回至解吸液池备用,此时上清液就又变回成了不含钒的解吸液;步骤七、将沉钒池底部的偏钒酸铵送至脱水机械中脱水,即可得到偏钒酸铵产品,同时将脱水机械脱出的不含钒的上清液也送回至解吸液池备用。
[0014] 逆流循环淋洗浸出装置可包括有并联设置的三组循环淋洗浸出体,逆流循环淋洗浸出装置还包括有低浓度钒液池一和低浓度钒液池二,所述低浓度钒液池一通过钒液池循环回路一与所有的循环淋洗浸出体连通,所述低浓度钒液池二通过钒液池循环回路二与所有的循环淋洗浸出体连通;所述步骤一的具体步骤如下:步骤A、将逆流循环淋洗浸出装置中的低浓度钒液池一中储存的低浓度钒液作为第一遍浸出剂送至处于清空备用状态下的第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二中,此时,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三处于正在卸除钒矿渣状态,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一处于浸出贫化原始焙烧钒矿球状态;步骤B、将原始焙烧钒矿球投入到浸出罐二中,原始焙烧钒矿球被存储于浸出罐二中的第一遍浸出剂浸泡,待浸出罐二中投入的原始焙烧钒矿球填充到规定高度后,使第一遍浸出剂通过浸出液循环池二、浸出液循环泵二、浸出液循环管二和旋转喷淋管二不断循环淋洗浸出罐二中的原始焙烧钒矿球,直到第一遍浸出剂变为含钒浓度> 35g/L的高浓度钒浸出液为止,然后将高浓度钒浸出液存于浸出液循环池二中;步骤C、用浸出液循环泵二将浸出液循环池二中的高浓度钒浸出液泵入至钒浸出液净化装置中,浸出液循环池二被清空待用;步骤D、将逆流循环淋洗浸出装置中的低浓度钒液池二中储存的低浓度钒液作为第二遍浸出剂送至浸出罐二,并通过浸出液循环池二、浸出液循环泵二、浸出液循环管二和旋转喷淋管二不断循环淋洗浸出罐二中的已经贫化了的焙烧钒矿球,直到第二遍浸出剂的含 钒浓度停止增加为止,此时第二遍浸出剂变为第二遍钒浸出液,然后将第二遍钒浸出液存于浸出液循环池二中;步骤E、用浸出液循环泵二将浸出液循环池二中的第二遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池一中,作为第一遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二被清空待用;步骤F、将高浓度钒浸出液离子交换装置中的底水池中的底水作为第三遍浸出剂,送至浸出罐二,并通过浸出液循环池二、浸出液循环泵二、浸出液循环管二和旋转喷淋管二不断循环淋洗浸出罐二中的已经进一步贫化了的焙烧钒矿球,直到第三遍浸出剂的含钒浓度停止增加为止,此时第三遍浸出剂变为第三遍钒浸出液,然后将第三遍钒浸出液存于浸出液循环池二中;步骤G、用浸出液循环泵二将浸出液循环池二中的第三遍浸出剂泵入至低浓度钒液池二中,作为第二遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二被清空待用;步骤H、将饱和树脂净化装置中的清水池中的清水作为第四遍浸出剂,送至浸出罐二,并通过浸出液循环池二、浸出液循环泵二、浸出液循环管二和旋转喷淋管二不断循环淋洗浸出罐二中的已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球,此时第四遍浸出液变为第四遍钒浸出液,直到已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球中残存的五氧化二钒含量低于0.2%为止,然后将第四遍钒浸出液存于浸出液循环池二中,此时,已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球变为了钒矿渣,此时,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一处于正在卸除钒矿渣状态,第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二处于等待卸除钒矿渣状态,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三处于清空备用状态;步骤
1、用浸出液循环泵二将浸出液循环池中的第四遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池二中,作为第二遍浸出剂储存备用,此时,低浓度钒液池一中储存有第一遍浸出剂,低浓度钒液池二中储存有第二遍浸出剂,底水池中储存有第三遍浸出剂,清水池中储存有第四遍浸出剂,逆流循环淋洗浸出装置具备了浸出又一批原始焙烧钒矿球的条件;步骤J、不断重复步骤A至步骤I,循环利用各个浸出罐来进行原始焙烧钒矿球的浸出流程,不断的将高浓度钒浸出液泵入至钒浸出液净化装置中。
[0015] 高浓度钒浸出液离子交换装置可以包括有底水池和并联设置的三组离子吸附体,高浓度钒浸出液离子交换装置还包括有含钒底水池,并且含钒底水池通过含钒底水池循环回路与所有的离子吸附体连通;所述步骤三的具体步骤如下:步骤a、由钒浸出液净化装置流出的钒净化液流入至离子交换柱一,钒净化液经离子交换柱一中的树脂第一次吸附后流入至底水循环池一;步骤b、底水循环泵一将底水循环池一中已吸附过的钒净化液经底水循环管一泵回至离子交换柱一进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池一中的钒净化液的浓度停止降低为止;步骤C、将底水循环池一中的钒净化液用底水循环泵一泵入至含钒底水池中,底水循环池一清空备用;步骤d、用含钒底水泵将含钒底水池中的钒净化液泵入至离子交换柱二,经离子交换柱二中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池二,然后底水循环泵二将底水循环池二中的已多次吸附过的钒净化液经底水循环管二泵回至离子交换柱二进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池二中的钒净化液的浓度停止降低为止;步骤e、将底水循环池二中的钒净化液用底水循环泵二泵入至含钒底水池中,底水循环池二清空备用;步骤f、用含钒底水泵将含钒底水池中的钒净化液泵入至离子交换柱三,经离子交换柱三中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池三,然后底水循环泵三将底水循环池三中已多次循环吸附过的钒净化液经底水循环管三泵回至离子交换柱三进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池三中的钒净化液的五氧化二钒浓度停止降低至Ig/L为止;步骤g、用底水循环泵三将底水循环池三中中的钒净化液泵入至底水池,钒净化液变为底水,以备作为浸出剂和加湿剂输送至逆流循环淋洗浸出装置或制球工序;步骤h、再次由钒浸出液净化装置引入钒净化液至离子交换柱一 ,重复上述步骤a至步骤g,如此循环往复,直到离子交换柱中的树脂吸附饱和。
[0016] 所述步骤四的具体步骤如下:第一步、用冲洗水池泵将冲洗水池中的冲洗水从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池;第二步、用冲洗水循环泵将冲洗水循环池中的冲洗水泵入至冲洗水过滤柱,经冲洗水过滤柱除去杂质以后,流入至冲洗水池,然后重复第一步,循环反冲洗离子交换柱多次;第三步、将冲洗水泵入至清水池,冲洗水变为清水并储存作为浸出剂备用,而冲洗水池和冲洗循环水池被清空备用;第四步、用新水池泵将新水池中的新水从离子交换柱的出液口泵入至已被冲洗水冲洗过的离子交换柱中,再次反冲洗该离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池;第五步、用冲洗水循环泵将冲洗水循环池中的新水泵入至冲洗新水过滤柱,经冲洗新水过滤柱除去杂质以后,流入至冲洗水池,用冲洗水池泵将冲洗水池中的冲洗新水从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,再次反冲洗其中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池;第六步、重复第五步,循环反冲洗离子交换柱多次;第七步、将冲洗新水储存在冲洗水池中,作为下一次反冲洗离子交换柱的冲洗水备用。
[0017] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:1、本发明大大减少了钒提取生产过程的用水量,并做到了水的循环利用,从而实现了钒提取生产全过程的废水零排放。具体来说,就是本发明综合考虑了五氧化二钒提取过程中的用水需要,采用了逆流循环淋洗浸出流程、串级离子交换柱吸附高浓度五氧化二钒浸出液、底水循环用作浸出液和加湿剂、解吸液循环使用、增加除杂过滤装置、设置多个液体池并分类存放不同性质的液体的工艺措施,最大限度的减少了焙烧钒矿球浸出、钒液离子交换和铵盐沉钒过程中的用水量,并做到了系统中水循环使用,从而最终实现了石煤提钒过程的废水零排放。2、本发明以较低的投资和运行费用,很好的实现了生产废水零排放,与传统的废水蒸发方式相比,节省投资90%,每吨五氧化二钒减少废水处理运行费用80%。3、本发明工艺操作简单、方便,废水处理无须投入化学试剂,没有化学反应,也不产生新的污染源,比化学方式处理废水效率高、效果好。4、采用本发明来进行石煤提钒,可将含钒石煤的资源利用率提高到85%左右,比传统方法提高了 15个百分点左右。5、本发明易于推广,大中小企业都能采用。
附图说明
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0019] 图1是石煤提钒废水零排放系统的结构示意图。图2是逆流循环淋洗浸出装置的示意图。图3是钒浸出液净化装置的示意图。图4是高浓度钒浸出液离子交换装置的示意图。图5是饱和树脂净化装置的示意图。图6是本发明步骤一中步骤A和步骤B的示意图。图7是本发明步骤一中步骤C的示意图。图8是本发明步骤一中步骤D的示意图。图9是本发明步骤一中步骤E的示意图。图10是本发明步骤一中步骤F的示意图。图11是本发明步骤一中步骤G的示意图。图12是本发明步骤一中步骤H的示意图。图13是本发明步骤一中步骤I的示意图。图14是本发明步骤四中第一步和第二步的示意图。图15是本发明步骤四中第三步的示意图。图16是本发明步骤四中第四步、第五步、第六步和第七步的示意图。
[0020] 附图标记:1 一原始焙烧I凡矿球;2 —阀门;3 —逆流循环淋洗浸出装置;4 一闻浓度钒浸出液;5 —钒浸出液净化装置;6 —钒净化液;7 —高浓度钒浸出液离子交换装置;8 一底水;9 一含钥;解吸液;10 —饱和树脂净化装置;11 一沉f凡池;12 —脱水机械;15 —新水;16 —冲洗水;17 —清水;19 一钒矿渣;20 —解吸液池;21 —解吸液泵;22 —解吸液;23 —氯化铵;24 —上清液;25 —上清液泵;26 —旋转喷淋管一 ;27 —浸出罐一 ;28 —浸出液循环池一 ;29 —浸出液循环泵一 ;30 —浸出液循环管一 ;31 —旋转喷淋管二 ;32 —浸出罐二 ;33 —浸出液循环池二 ;34 —浸出液循环泵二 ;35 —浸出液循环管二 ;36 —旋转喷淋管三;37 —浸出罐三;38 —浸出液循环池三;39 —浸出液循环泵三;40 —浸出液循环管三;41 一低浓度钒液池泵一 ;42 —低浓度钒液池一 ;43 —低浓度钒液池泵二 ;44 一低浓度钒液池二 ;45 —钒浸出液沉清池;46 —沉清池泵;47 —钒浸出液过滤柱;48 —钒净化液池;49 一钒净化液泵;50 —离子交换柱一 ;51 —底水循环池一 ;52 —底水循环泵一 ;53、底水循环管一 ;54 —离子交换柱二 ; 55 —底水循环池二 ;56 —底水循环泵二 ;57 —底水循环管二 ; 58 —离子交换柱三;59 —底水循环池三;60 —底水循环泵三;61 —底水循环管三;62 —含钒底水池;63 —含钒底水池泵;64 —底水池;65 —底水池泵;66 —冲洗水过滤柱;67 —冲洗水池;68 —冲洗水池泵;69 —清水池;70 —清水池泵;71 —冲洗水循环池;72 —冲洗水循环池泵;73 —新水池;74 —新水池泵;75 —冲洗新水过滤柱;76 —偏f凡酸铵;77 一钒液池循环回路一 ;78 —钒液池循环回路二 ;79 —含钒底水池循环回路。具体实施方式
[0021] 实施例参见图1-5所示,这种石煤提钒废水零排放系统,包括有钒浸出装置、钒液离子交换装置、沉钒池11、脱水机械12和解吸液池20,所述钒液离子交换装置中的离子吸附体与沉钒池11连通,沉钒池11又通过上清液泵25与解吸液池20连通,解吸液池20又与钒液离子交换装置中的离子吸附体连通。
[0022] 所述钒浸出装置为逆流循环淋洗浸出装置3,逆流循环淋洗浸出装置3包括有并联设置的三组循环淋洗浸出体,每组循环淋洗浸出体均包括有浸出罐、浸出液循环池、浸出液循环泵和浸出液循环管,其中浸出罐的出液口与浸出液循环池连通,浸出液循环池又通过浸出液循环泵和浸出液循环管与浸出罐中的旋转喷淋管连通,浸出液循环池还与钒浸出液净化装置5连通。[0023] 所述钒浸出液净化装置5包括有钒浸出液沉清池45、钒浸出液过滤柱47和钒净化液池48,所述逆流循环淋洗浸出装置3中的浸出液循环池与钒浸出液沉清池45连通,钒浸出液沉清池45又与钒浸出液过滤柱47的进液口连通,钒浸出液过滤柱47的出液口又与钒净化液池48连通,钒净化液池48又通过钒净化液泵49与钒液离子交换装置连通。
[0024] 所述钒液离子交换装置为高浓度钒浸出液离子交换装置7,高浓度钒浸出液离子交换装置7包括有底水池64和并联设置的三组离子吸附体,每组离子吸附体均包括有离子交换柱、底水循环池、底水循环泵和底水循环管,其中钒浸出液净化装置5中的钒净化液池48通过钒净化液泵49与所有的离子吸附体均连通,离子吸附体中的离子交换柱的出液口与底水循环池连通,底水循环池又通过底水循环泵和底水循环管与离子交换柱的进液口连通,底水循环池还通过底水循环泵与底水池64连通,底水池64又与逆流循环淋洗浸出装置3中的循环淋洗浸出体连通。
[0025] 所述高浓度钒浸出液离子交换装置7还与饱和树脂净化装置10连通,所述饱和树脂净化装置10包括有冲洗水池67、清水池69、冲洗水循环池71、新水池73、冲洗新水过滤柱75和冲洗水过滤柱66,所述高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子交换柱的上部溢流口与冲洗水循环池71连通,冲洗水循环池71又与冲洗水过滤柱66的进液口和冲洗新水过滤柱75的进液口连通,冲洗水过滤柱66的出液口和冲洗新水过滤柱75的出液口又与冲洗水池67连通,冲洗水池67又通过冲洗水池泵68与高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子交换柱的出液口连通,所述新水池73也与高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子交换柱的出液口连通,所述冲洗水池67还通过冲洗水池泵68与清水池69连通,清水池69又与逆流循环淋洗浸出装置3中的循环淋洗浸出体连通。
[0026] 在其它实施例中,所述循环淋洗浸出体也可以并联设置两组、四组或者更多组,所述离子吸附体也可以并联设置两组、四组或者更多组。
[0027] 本实施例中,逆流循环淋洗浸出装置3还包括有低浓度钒液池一 42和低浓度钒液池二 44,所述低浓度钒液池一 42通过钒液池循环回路一 77和低浓度钒液池泵一 41与所有的循环淋洗浸出体连通,所述低浓度钒液池二 44通过钒液池循环回路二 78和低浓度钒液池泵二 43与所有的循环淋洗浸出体连通。在其它实施例中,也可以是一个、三个或者更多个低浓度钒液池,每个低浓度钒液池均通过钒液池循环回路和钒液池循环回路上的低浓度钒液池泵与所有的循环淋洗浸出体连通。在其它实施例中,还可以将低浓度钒液池一 42和低浓度钒液池二 44取消,而用管道将各个浸出液循环池相互连通或将各浸出液循环池分别与各浸出罐连通。
[0028] 本实施例中,高浓度钒浸出液离子交换装置7还包括有含钒底水池62,含钒底水池62通过含钒底水池循环回路79与所有的离子吸附体连通。所述含钒底水池循环回路79上设有含钒底水池泵63,含钒底水池62通过含钒底水池循环回路79和含钒底水池泵63与离子吸附体连通。在其它实施例中,含钒底水池62还可以取消,可以用管道将各底水循环池相互连通或将各底水循环池分别与各离子交换柱连通。
[0029] 所述钒浸出液沉清池45通过沉清池泵46与钒浸出液过滤柱47的进液口连通,所述解吸液池20通过解吸液泵21与高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子吸附体连通,所述底水池64通过底水池泵65与逆流循环淋洗浸出装置3连通,所述清水池69通过清水池泵70与逆流循环淋洗浸出装置3连通,所述新水池73通过新水池泵74与高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子吸附体连通。此外,当钒浸出液沉清池45、解吸液池20、底水池64、清水池69、新水池73、含钒底水池62、低浓度钒液池设计为高位池时,可以取消与这些池配合使用的沉清池泵46、解吸液泵21、底水池泵65、清水池泵70、新水池泵74、含钒底水池泵63和低浓度钒液池泵。
[0030]参见图1-5,以提取100份(重量份)的焙烧矿球中的钒为例,这种应用上述石煤提钒废水零排放系统的石煤提钒废水零排放方法的步骤如下。步骤一、将原始焙烧钒矿球I(100份)投入至逆流循环淋洗浸出装置3中已清空的浸出罐中,然后将底水池64中的底水和冲洗水池67中的冲洗水16作为浸出剂(45份)送入至浸出罐中,然后多次反复淋洗浸出原始焙烧钒矿球1,然后浸出剂变为含五氧化二钒浓度> 35g/L的高浓度钒浸出液4 (36.2份)并被输送至钒浸出液净化装置5,原始焙烧钒矿球I变为五氧化二钒含量低于0.2%的钒矿渣19并被卸出至浸出罐外;卸出的钒矿渣19在焙烧时所含的水分被蒸发掉,浸出后卸除的钒矿渣19由98.0份的固体物和10.8份的浸出剂组成(即钒矿渣19的含水量为11%左右),即钒矿渣19携带浸出剂10.8份离开本系统。步骤二、高浓度钒浸出液4 (36.2份)经过钒浸出液净化装置5的净化除杂,变为钒净化液6 (35.6份),然后又输送至高浓度钒浸出液离子交换装置7中,钒浸出液净化装置5净化出来的杂质0.6份,被送制球工序作为原料。具体来说:第一步、高浓度钒浸出液4在钒浸出液沉清池45中静置24小时;第二步、沉清池泵46将钒浸出液沉清池45中沉清后的钒浸出液泵入至钒浸出液过滤柱47,当钒浸出液沉清池45清空后,应清理池底的杂质;第三步、经钒浸出液过滤柱47过滤后的钒净化液6排入至钒净化液池48待用,钒浸出液过滤柱中的杂质应定期清除;第四步、用钒净化液泵49将钒净化液6泵入至高浓度钒浸出液离子交换装置7,至此,完成了钒浸出液净化流程全过程。在其它实施例中,钒浸出液沉清池45可以设为高位池,此时的沉清池泵可以取消,钒浸出液沉清池45直接与钒浸出液过滤柱47连通。在其它实例中,还可以设置二个或多个钒浸出液沉清池45、钒浸出液过滤柱47和钒净化液池48。步骤三、钒净化液6 (35.6份)进入高浓度钒浸出液离子交换装置7中的离子吸附体,钒净化液6中的钒离子(1.1份)被离子吸附体中的离子交换柱中的树脂吸附,离子吸附体中的离子交换柱中的树脂变为饱和树脂,离子交换柱中含杂质计0.5份,钒净化液6变为了不含钒的底水8 (34份)并流入至底水池64中,其中4份底水8送往制球工序作为加湿剂使用,另外30份底水8作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置3。步骤四、将饱和树脂净化装置10中的冲洗水池67中留存的冲洗水16 (15份)由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使冲洗水16循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,接着再往饱和树脂净化装置10中的新水池73中加入新水15 (15份),将新水由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使新水15再次循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂;经过冲洗水16和新水15的循环反冲洗以后,离子交换柱中的饱和树脂将变为净化饱和树脂,冲洗水16变为清水17 (15份)并作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置3中,新水15变为冲洗水16 (15份)并储存在冲洗水池67中;所述冲洗水过滤柱66和冲洗新水过滤柱75可除去冲洗水16和新水15中的杂质(0.5份),这些杂质被输送至制球工序作原料使用。饱和树脂经冲洗水16和新水15的清洗后,变为不含杂质的净化饱和树脂。步骤五、解吸液池20中储存有不含钒的解吸液22,将解吸液池中的不含钒的解吸液22送至离子交换柱,不含钒的解吸液将与离子交换柱中的净化饱和树脂中解吸出来的钒离子混合成为含钒解吸液9,然后从离子交换柱出液口排入至沉钒池11中。步骤六、向沉钒池11中加入氯化铵23(1.5份),氯化铵23与解吸液9反应,生成偏钒酸铵76并结晶沉淀,此时解吸液将变为不含钒的上清液24 (位于沉钒池11的上部),用上清液泵25将上清液24泵回至解吸液池备用,此时上清液就又变回成了不含钒的解吸液。步骤七、将沉钒池底部的偏钒酸铵76 (结晶体)送至脱水机械12中脱水,进行固液分离,即可得到偏钒酸铵产品1.9份(含钒按五氧化二钒计
.1.0份,水0.2份),同时将脱水机械脱出的不含钒的上清液24也送回至解吸液池备用。
[0031] 由上述步骤一到步骤七可以看出,除步骤四加入新水15份外,其余各步骤用水均为系统内循环水,而步骤三送往制球工序的4份水,在焙烧过程中被蒸发,经烟囱排出,离开系统,步骤一卸出的钒矿渣19含10.8份水,该部分水随钒矿渣19离开系统,步骤七中的产品偏钒酸铵含水0.2份,随产品离开系统。加入系统的新水为15份,而离开系统的水也是15份(10.8+4+0.2=15),从而达到系统的水平衡,没有废水排放。
[0032] 本实施例中,逆流循环淋洗浸出装置3包括有并联设置的三组循环淋洗浸出体,逆流循环淋洗浸出装置3还包括有低浓度钒液池一 42和低浓度钒液池二 44,所述低浓度钒液池一 42通过钒液池循环回路一 77和低浓度钒液池泵一 41与所有的循环淋洗浸出体连通,所述低浓度钒液池二 44通过钒液池循环回路二 78和低浓度钒液池泵二 43与所有的循环淋洗浸出体连通。
[0033] 所述步骤一的具体步骤如下。参见图6,步骤A、将逆流循环淋洗浸出装置3中的低浓度钒液池一 42中储存的低浓度钒液作为第一遍浸出剂送至处于清空备用状态下的第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二 32中,此时,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三37处于正在卸除钒矿渣19状态,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一 27处于浸出贫化原始焙烧钒矿球状态。步骤B、将原始焙烧钒矿球I投入到浸出罐二 32中,原始焙烧钒矿球I被存储于浸出罐二 32中的第一遍浸出剂浸泡,待浸出罐二 32中投入的原始焙烧钒矿球I填充到规定高度后,使第一遍浸出剂通过浸出液循环池二 33、浸出液循环泵二 34、浸出液循环管二 35和旋转喷淋管二 31不断循环淋洗浸出罐二 32中的原始焙烧钒矿球1,直到第一遍浸出剂变为含钒浓度> 35g/L的高浓度钒浸出液4为止,然后将高浓度钒浸出液4存于浸出液循环池二 33中。参见图7,步骤C、用浸出液循环泵二 34将浸出液循环池二 33中的高浓度钒浸出液4泵入至钒浸出液净化装置5中,浸出液循环池二 33被清空待用。参见图8,步骤D、用低浓度钒液池泵二 43将逆流循环淋洗浸出装置3中的低浓度钒液池二 44中储存的低浓度钒液作为第二遍浸出剂送至浸出罐二 32,并通过浸出液循环池二 33、浸出液循环泵二 34、浸出液循环管二 35和旋转喷淋管二 31不断循环淋洗浸出罐二 32中的已经贫化了的焙烧钒矿球,直到第二遍浸出剂的含钒浓度停止增加为止,此时第二遍浸出剂变为第二遍钒浸出液,然后将第二遍钒浸出液存于浸出液循环池二 33中。参见图9,步骤E、用浸出液循环泵二 34将浸出液循环池二 33中的第二遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池一 42中,作为第一遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二 33被清空待用。参见图10,步骤F、将高浓度钒浸出液离子交换装置7中的底水池64中的底水8作为第三遍浸出剂,送至浸出罐二 32,并通过浸出液循环池二 33、浸出液循环泵二 34、浸出液循环管二 35和旋转喷淋管二 31不断循环淋洗浸出罐二 32中的已经进一步贫化了的焙烧钒矿球,直到第三遍浸出剂的含钒浓度停止增加为止,此时第三遍浸出剂变为第三遍钒浸出液,然后将第三遍钒浸出液存于浸出液循环池二 33中。 参见图11,步骤G、用浸出液循环泵二 34将浸出液循环池二 33中的第三遍浸出剂泵入至低浓度钒液池二 44中,作为第二遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二 33被清空待用。参见图12,步骤H、将饱和树脂净化装置10中的清水池69中的清水17作为第四遍浸出剂,送至浸出罐二 32,并通过浸出液循环池二 33、浸出液循环泵二 34、浸出液循环管二 35和旋转喷淋管二 31不断循环淋洗浸出罐二 32中的已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球,此时第四遍浸出液变为第四遍钒浸出液,直到已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球中残存的五氧化二钒含量低于0.2%为止,然后将第四遍钒浸出液存于浸出液循环池二 33中,此时,已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球变为了钒矿渣19,此时,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一 27处于正在卸除钒矿渣19状态,第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二 32处于等待卸除钒矿渣状态,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三37处于清空备用状态。参见图13,步骤1、用浸出液循环泵二 34将浸出液循环池33中的第四遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池二 44中,作为第二遍浸出剂储存备用,此时,低浓度钒液池一 42中储存有第一遍浸出剂,低浓度钒液池二 44中储存有第二遍浸出剂,底水池64中储存有第三遍浸出剂,清水池69中储存有第四遍浸出剂,逆流循环淋洗浸出装置3具备了浸出又一批原始焙烧钒矿球的条件。步骤J、依此类推,不断重复步骤A至步骤I,循环利用各个浸出罐(浸出灌一 27、浸出灌二 32、浸出灌三37)来进行原始焙烧钒矿球的浸出流程,不断的将高浓度钒浸出液4泵入至钒浸出液净化装置5中。
[0034] 当低浓度钒液池一 42和低浓度钒液池二 44为高位池时,可以取消低浓度钒液池泵一 41和低浓度钒液池泵二 43,以节约能源。所述逆流循环淋洗浸出的遍数不一定是四遍,可以增加或减少。本实施例中,低浓度钒液池有两个,逆流循环淋洗浸出的遍数为四遍,在其它实施例中,可以增加或减少低浓度钒液池的数量,对应的,当低浓度钒液池的数量发生变化以后,逆流循环淋洗浸出的遍数也会有所增加或减少。所述低浓度钒液池一 42中的钒液可以不限于只作为第一遍浸出剂,低浓度钒液池二 44中的钒液可以不限于只作为第二遍浸出剂,底水8可以不限于只作为第三遍浸出剂,但清水17—定是最后一遍浸出剂。在其它实例中,还可以不设置低浓度钒液池一 42和低浓度钒液池二 44,当低浓度钒液池一42和低浓度钒液池二 44取消以后,可以用管道将各个浸出液循环池相互连通或将各浸出液循环池分别与各浸出罐连通,对应的,根据工艺需要,可以将浸出液循环池一 28中存放的浸出液泵入至浸出罐二 32,浸出液循环池二 33,浸出罐三37和浸出液循环池三38,也可以将浸出液循环池二 33中的浸出液泵入至浸出液循环池一 28,浸出罐一 27,浸出液循环池三38和浸出罐三37,以此类推。
[0035] 本实施例中,所述高浓度钒浸出液离子交换装置7包括有底水池64和并联设置的三组离子吸附体,高浓度钒浸出液离子交换装置7还包括有含钒底水池62,并且含钒底水池62通过含钒底水池循环回路79与所有的离子吸附体连通。
[0036] 所述步骤三的具体步骤如下。步骤a、由钒浸出液净化装置5流出的钒净化液6流入至离子交换柱一 50,钒净化液6经离子交换柱一 50中的树脂第一次吸附后流入至底水循环池一 51。步骤b、底水循环泵一 52将底水循环池一 51中已吸附过的钒净化液经底水循环管一 53泵回至离子交换柱一 50进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池一 51中的钒净化液的浓度停止降低为止。步骤C、将底水循环池一51中的钒净化液用底水循环泵一 52泵入至含钒底水池62中,底水循环池一清空备用。步骤d、用含钒底水泵63将含钒底水池62中的钒净化液泵入至离子交换柱二 54,经离子交换柱二 54中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池二 55,然后底水循环泵二 56将底水循环池二 55中的已多次吸附过的钒净化液经底水循环管二 57泵回至离子交换柱二 54进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池二 55中的钒净化液的浓度停止降低为止。步骤e、将底水循环池二 55中的钒净化液用底水循环泵二 56泵入至含钒底水池62中,底水循环池二清空备用。步骤f、用含钒底水泵63将含钒底水池62中的钒净化液泵入至离子交换柱三58,经离子交换柱三58中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池三59,然后底水循环泵三60将底水循环池三59中已多次循环吸附过的钒净化液经底水循环管三61泵回至离子交换柱三58进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池三59中的钒净化液的五氧化二钒浓度停止降低至lg/L为止。步骤g、用底水循环泵三60将底水循环池三中59中的钒净化液泵入至底水池64,钒净化液变为底水,以备作为浸出剂和加湿剂输送至逆流循环淋洗浸出装置3或制球工序。步骤h、再次由钒浸出液净化装置5引入钒净化液至离子交换柱一 50,重复上述步骤a至步骤g,如此循环往复,直到离子交换柱中的树脂吸附饱和。
`[0037] 在其它实施例中,含钒底水池62和底水池64可以设为高位池,此时可以取消含钒底水泵63和底水池泵65。在其它实施例中,含钒底水池62还可以设两个,其中一个储存低于35g/L、高于10g/L五氧化二钒浓度的钒液,另一个储存低于10g/L浓度的钒液。在其它实施例中,还可以不设含钒底水池62,当没有含钒底水池62时,可以用管道将各底水循环池相互连通或将各底水循环池分别与各离子交换柱连通,此时,根据底水循环池中底水的含钒浓度,可以将底水循环池一 51中的含钒底水泵入至底水循环池二 55或离子交换柱二54,也可以将底水循环池一 51中的含钒底水泵入至底水循环池三59或离子交换柱三58,底水循环池二 55中的含钒的底水可以泵入至底水循环池三59或离子交换柱三58,也可以泵入至底水循环池一 51或离子交换柱一 50,以此类推。
[0038] 所述步骤四的具体步骤如下。参见图14,第一步、用冲洗水池泵68将冲洗水池67中的冲洗水16从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池71。第二步、用冲洗水循环泵72将冲洗水循环池71中的冲洗水16泵入至冲洗水过滤柱66,经冲洗水过滤柱66除去杂质以后,流入至冲洗水池67,然后重复第一步,循环反冲洗离子交换柱多次。参见图15,第三步、将冲洗水16泵入至清水池69,冲洗水16变为清水17并储存作为浸出剂备用,而冲洗水池67和冲洗循环水池71被清空备用。参见图16,第四步、用新水池泵74将新水池73中的新水15从离子交换柱的出液口泵入至已被冲洗水冲洗过的离子交换柱中,再次反冲洗该离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池71。第五步、用冲洗水循环泵72将冲洗水循环池71中的新水15泵入至冲洗新水过滤柱75,经冲洗新水过滤柱75除去杂质以后,流入至冲洗水池67,用冲洗水池泵68将冲洗水池67中的冲洗新水从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,再次反冲洗其中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池71。第六步、重复第五步,循环反冲洗离子交换柱多次。第七步、将冲洗新水储存在冲洗水池67中,作为下一次反冲洗离子交换柱的冲洗水16备用。[0039] 经过多次反冲洗后,离子交换柱中的杂质被清除,离子交换柱中的饱和树脂变成为净化饱和树脂,待解吸液解吸。在其它实施例中,清水池69和新水池73可设为高位池,此时就可以取消清水池泵69和新水池泵73,并可以将新水池72的出液口与冲洗水池67的进液口连通,取消新水池73与离子交换柱出液口连通。在其它实施例中,冲洗水过滤柱和冲洗新水过滤柱还可以设置二个或二个以上。
[0040] 所述解吸液可循环使用:1、当浸出剂为水时,对应的不含钒的解吸液为氯化钠溶液,氯化钠溶液可无限循环使用,当氯化钠溶液中的氯化钠浓度过低时,加入适量氯化钠即可,无需更换溶液。2、当浸出剂为低酸溶液时,对应的解吸液为氢氧化钠溶液,其上清液可以作为制球的加湿剂或经处理后可再当作浸出剂使用。
[0041] 由于浸出剂被多次循环淋洗浸出原始焙烧钒矿球,所以大大节省了水的用量,每吨五氧化二钒的用水量仅为40吨(其中35吨为循环水),仅为传统浸出方法用水量的十分
之一左右。
[0042] 所述石煤提钒废水零排放系统设置了多个液体池,分类存放不同性质的液体。在整个浸出和离子交换工艺流程,这些液体池分别存放不同的液体,然后根据需要和技术上的可行性,分别将其中的液体作为浸出剂、加湿剂、冲洗水、解吸液等使用。这样能做到水充分循环利用,减少了新水用量,为废水零排放创造了基本条件。
[0043] 所述石煤提钒废水零排放系统增加了高浓度钒浸出液、冲洗水和冲洗新水的除杂过滤装置:1、在离子交换柱之前增加浸出液过滤柱,将高浓度钒浸出液中的杂质去除,确保离子交换柱中的树脂吸附的浸出液纯净,这样既可增加树脂的吸附量,又可以减少冲洗树脂的次数,减少用水。2、将冲洗水和冲洗新水分别经过冲洗水过滤柱和冲洗新水过滤柱过滤,去除冲洗水中的杂质,冲洗水和冲洗新水可循环冲洗树脂,同时还可以使冲洗水和冲洗新水循环利用。采用上述措施以后,比传统方法减少冲洗树脂的用水量50%。
[0044] 传统方法底水量大,含氯化钠浓度高(钠化焙烧类),不能循环用作浸出剂浸出原始焙烧钒矿球,而本发明所产生的底水少,每提取1份五氧化二钒约产生为34份底水,采用逆流循环淋洗工艺浸出,每提取1份五氧化二钒所需的浸出剂为40份,其中30份用离子交换底水,增加10份冲洗水后,氯化钠浓度降低30%,用作浸出液效果良好。34份底水中的30份用作浸出剂,另4份用作制矿球加湿剂,达到底水全部循环使用。

Claims (10)

1.一种石煤提钒废水零排放系统,包括有钒浸出装置、钒液离子交换装置、沉钒池(11)、脱水机械(12)和解吸液池(20),所述钒液离子交换装置中的离子吸附体与沉钒池(11)连通,沉钒池(11)又通过上清液泵(25 )与解吸液池(20 )连通,解吸液池(20 )又与钒液离子交换装置中的离子吸附体连通,其特征在于: 所述钒浸出装置为逆流循环淋洗浸出装置(3),逆流循环淋洗浸出装置(3)包括有并联设置的至少两组循环淋洗浸出体,每组循环淋洗浸出体均包括有浸出罐、浸出液循环池、浸出液循环泵和浸出液循环管,其中浸出罐的出液口与浸出液循环池连通,浸出液循环池又通过浸出液循环泵和浸出液循环管与浸出罐中的旋转喷淋管连通,浸出液循环池还与钒浸出液净化装置(5)连通; 所述钒浸出液净化装置(5 )包括有钒浸出液沉清池(45 )、钒浸出液过滤柱(47 )和钒净化液池(48 ),所述逆流循环淋洗浸出装置(3 )中的浸出液循环池与钒浸出液沉清池(45 )连通,钒浸出液沉清池(45)又与钒浸出液过滤柱(47)的进液口连通,钒浸出液过滤柱(47)的出液口又与钒净化液池(48)连通,钒净化液池(48)又通过钒净化液泵(49)与钒液离子交换装置连通; 所述钒液离子交换装置为高浓度钒浸出液离子交换装置(7),高浓度钒浸出液离子交换装置(7)包括有底水池(64)和并联设置的至少两组离子吸附体,每组离子吸附体均包括有离子交换柱、底水循环池、底水循环泵和底水循环管,其中钒浸出液净化装置(5)中的钒净化液池(48)通过钒净化液泵(49)与所有的离子吸附体均连通,离子吸附体中的离子交换柱的出液口与底水循环池连通,底水循环池又通过底水循环泵和底水循环管与离子交换柱的进液口连通,底水循环池还通过底水循环泵与底水池(64)连通,底水池(64)又与逆流循环淋洗浸出装置(3)中的循环淋洗浸出体连通; 所述高浓度钒浸出液离子交换装置(7)还与饱和树脂净化装置(10)连通,所述饱和树脂净化装置(10 )包括有冲洗水池(67 )、清水池(69 )、冲洗水循环池(71)、新水池(73 )、冲洗新水过滤柱(75)和冲洗水过滤柱(66),所述高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子交换柱的上部溢流口与冲洗水循环池(71)连通,冲洗水循环池(71)又与冲洗水过滤柱(66)的进液口和冲洗新水过滤柱(75)的进液口连通,冲洗水过滤柱(66)的出液口和冲洗新水过滤柱(75)的出液口又与冲洗水池(67)连通,冲洗水池(67)又通过冲洗水池泵(68)与高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子交换柱的出液口连通,所述新水池(73)也与高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子交换柱的出液口连通,所述冲洗水池(67)还通过冲洗水池泵(68)与清水池(69)连通,清水池(69)又与逆流循环淋洗浸出装置(3)中的循环淋洗浸出体连通。
2.根据权利要求1所述的石煤提钒废水零排放系统,其特征在于:所述逆流循环淋洗浸出装置(3)还包括有至少一个低浓度钒液池,并且低浓度钒液池通过钒液池循环回路与所有的循环淋洗浸出体连通。
3.根据权利要求2所述的石煤提钒废水零排放系统,其特征在于:所述钒液池循环回路上设有低浓度钒液池泵,低浓度钒液池通过钒液池循环回路和低浓度钒液池泵与循环淋洗浸出体连通。
4.根据权利要求1所述的石煤提钒废水零排放系统,其特征在于:所述高浓度钒浸出液离子交换装置(7)还包括有含f凡底水池(62),含f凡底水池(62)通过含f凡底水池循环回路(79)与所有的离子吸附体连通。
5.根据权利要求4所述的石煤提钒废水零排放系统,其特征在于:所述含钒底水池循环回路(79)上设有含钒底水池泵(63),含钒底水池(62)通过含钒底水池循环回路(79)和含钒底水池泵(63)与离子吸附体连通。
6.根据权利要求1所述的石煤提钒废水零排放系统,其特征在于:所述钒浸出液沉清池(45 )通过沉清池泵(46 )与钒浸出液过滤柱(47 )的进液口连通,所述解吸液池(20 )通过解吸液泵(21)与高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子吸附体连通,所述底水池(64)通过底水池泵(65 )与逆流循环淋洗浸出装置(3 )连通,所述清水池(69 )通过清水池泵(70 )与逆流循环淋洗浸出装置(3 )连通,所述新水池(73 )通过新水池泵(74 )与高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子吸附体连通。
7.一种应用上述权利要求1~6中任意一项所述的石煤提钒废水零排放系统的石煤提钒废水零排放方法,其特征在于步骤如下: 步骤一、将原始焙烧钒矿球(I)投入至逆流循环淋洗浸出装置(3)中已清空的浸出罐中,然后将底水池(64)中的底水和冲洗水池(67)中的冲洗水(16)作为浸出剂送入至浸出罐中,然后多次反复淋洗浸出原始焙烧钒矿球(1),然后浸出剂变为含五氧化二钒浓度>35g/L的高浓度钒浸出液(4)并被输送至钒浸出液净化装置(5),原始焙烧钒矿球(I)变为五氧化二钒含量低于0.2%的钒矿渣(19)并被卸出至浸出罐外; 步骤二、高浓度钒浸出液 (4)经过钒浸出液净化装置(5)的净化除杂,变为钒净化液(6),然后又输送至高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中; 步骤三、钒净化液(6)进入高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的离子吸附体,钒净化液(6)中的钒离子被离子吸附体中的离子交换柱中的树脂吸附,离子吸附体中的离子交换柱中的树脂变为饱和树脂,钒净化液(6)变为了底水(8)并流入至底水池(64)中,底水(8)一部分送往制球工序作为加湿剂使用,另一部分作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置(3); 步骤四、将饱和树脂净化装置(10)中的冲洗水池(67)中留存的冲洗水(16)由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使冲洗水(16)循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,接着再往饱和树脂净化装置(10)中的新水池(73)中加入新水(15),将新水由离子交换柱的出液口排入离子交换柱、由离子交换柱的上部溢流口排出,使新水(15)再次循环反冲洗离子交换柱中的饱和树脂;经过冲洗水(16)和新水(15)的循环反冲洗以后,离子交换柱中的饱和树脂将变为净化饱和树脂,冲洗水(16)变为清水(17)并作为浸出剂送至逆流循环淋洗浸出装置(3)中,新水(15)变为冲洗水(16)并储存在冲洗水池(67)中; 步骤五、解吸液池(20)中储存有不含钒的解吸液(22),将解吸液池中的不含钒的解吸液(22)送至离子交换柱,不含钒的解吸液将与离子交换柱中的净化饱和树脂解吸出来的钒离子混合成为含钒解吸液(9),然后从离子交换柱出液口排入至沉钒池(11)中; 步骤六、向沉钒池(11)中加入氯化铵(23),氯化铵(23)与解吸液(9)反应,生成偏钒酸铵(76)并结晶沉淀,此时解吸液将变为不含钒的上清液(24),用上清液泵(25)将上清液(24)泵回至解吸液池备用,此时上清液就又变回成了不含钒的解吸液; 步骤七、将沉钒池底部的偏钒酸铵(76)送至脱水机械(12)中脱水,即可得到偏钒酸铵产品,同时将脱水机械脱出的不含钒的上清液(24)也送回至解吸液池备用。
8.根据权利要求7所述的石煤提钒废水零排放方法,其特征在于,逆流循环淋洗浸出装置(3)包括有并联设置的三组循环淋洗浸出体,逆流循环淋洗浸出装置(3)还包括有低浓度钒液池一(42)和低浓度钒液池二(44),所述低浓度钒液池一(42)通过钒液池循环回路一(77)与所有的循环淋洗浸出体连通,所述低浓度钒液池二(44)通过钒液池循环回路二(78)与所有的循环淋洗浸出体连通; 所述步骤一的具体步骤如下: 步骤A、将逆流循环淋洗浸出装置(3)中的低浓度钒液池一(42)中储存的低浓度钒液作为第一遍浸出剂送至处于清空备用状态下的第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二(32)中,此时,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三(37)处于正在卸除钒矿渣(19)状态,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一(27)处于浸出贫化原始焙烧钒矿球状态; 步骤B、将原始焙烧钒矿球(I)投入到浸出罐二(32)中,原始焙烧钒矿球(I)被存储于浸出罐二(32)中的第一遍浸出剂浸泡,待浸出罐二(32)中投入的原始焙烧钒矿球(I)填充到规定高度后,使第一遍浸出剂通过浸出液循环池二(33)、浸出液循环泵二(34)、浸出液循环管二(35)和旋转喷淋管二(31)不断循环淋洗浸出罐二(32)中的原始焙烧钒矿球(1),直到第一遍浸出剂变为含钒浓度> 35g/L的高浓度钒浸出液(4)为止,然后将高浓度钒浸出液(4)存于浸出液循环池二(33)中; 步骤C、用浸出液循环泵二(34)将浸出液循环池二(33)中的高浓度钒浸出液(4)泵入至钒浸出液净化装置(5)中,浸出液循环池二(33)被清空待用; 步骤D、将逆流循环淋洗浸出装置(3)中的低浓度钒液池二(44)中储存的低浓度钒液作为第二遍浸出剂送至浸出罐二(32),并通过浸出液循环池二(33)、浸出液循环泵二(34)、浸出液循环管二(35)和旋转喷淋管二(31)不断循环淋洗浸出罐二(32)中的已经贫化了的焙烧钒矿球,直到第二遍浸出剂的含钒浓度停止增加为止,此时第二遍浸出剂变为第二遍钒浸出液,然后将第二遍钒浸出液存于浸出液循环池二(33)中; 步骤E、用浸出液循环泵二(34)将浸出液循环池二(33)中的第二遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池一(42)中,作为第一遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二(33)被清空待用;步骤F、将高浓度钒浸出液离子交换装置(7)中的底水池(64)中的底水(8)作为第三遍浸出剂,送至浸出罐二(32),并通过浸出液循环池二(33)、浸出液循环泵二(34)、浸出液循环管二( 35 )和旋转喷淋管二(31)不断循环淋洗浸出罐二( 32 )中的已经进一步贫化了的焙烧钒矿球,直到第三遍浸出剂的含钒浓度停止增加为止,此时第三遍浸出剂变为第三遍钒浸出液,然后将第三遍钒浸出液存于浸出液循环池二(33)中; 步骤G、用浸出液循环泵二(34)将浸出液循环池二(33)中的第三遍浸出剂泵入至低浓度钒液池二(44)中,作为第二遍浸出剂储存备用,浸出液循环池二(33)被清空待用; 步骤H、将饱和树脂净化装置(10)中的清水池(69)中的清水(17)作为第四遍浸出剂,送至浸出罐二(32),并通过浸出液循环池二(33)、浸出液循环泵二(34)、浸出液循环管二(35)和旋转喷淋管二(31)不断循环淋洗浸出罐二(32)中的已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球,此时第四遍浸出液变为第四遍钒浸出液,直到已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球中残存的五氧化二钒含量低于0.2%为止,然后将第四遍钒浸出液存于浸出液循环池二(33)中,此时,已经更进一步贫化了的焙烧钒矿球变为了钒矿渣(19),此时,第一组循环淋洗浸出体中的浸出罐一(27)处于正在卸除钒矿渣(19)状态,第二组循环淋洗浸出体中的浸出罐二(32)处于等待卸除钒矿渣状态,第三组循环淋洗浸出体中的浸出罐三(37)处于清空备用状态; 步骤1、用浸出液循环泵二(34)将浸出液循环池(33)中的第四遍钒浸出液泵入至低浓度钒液池二(44)中,作为第二遍浸出剂储存备用,此时,低浓度钒液池一(42)中储存有第一遍浸出剂,低浓度钒液池二(44)中储存有第二遍浸出剂,底水池(64)中储存有第三遍浸出剂,清水池(69)中储存有第四遍浸出剂,逆流循环淋洗浸出装置(3)具备了浸出又一批原始焙烧钒矿球的条件; 步骤J、不断重复步骤A至步骤I,循环利用各个浸出罐来进行原始焙烧钒矿球的浸出流程,不断的将高浓度钒浸出液(4)泵入至钒浸出液净化装置(5)中。
9.根据权利要求7所述的石煤提钒废水零排放方法,其特征在于,高浓度钒浸出液离子交换装置(7)包括有底水池(64)和并联设置的三组离子吸附体,高浓度钒浸出液离子交换装置(7 )还包括有含钒底水池(62 ),并且含钒底水池(62 )通过含钒底水池循环回路(79 )与所有的离子吸附体连通; 所述步骤三的具体步骤如下: 步骤a、由钒浸出液净化装置(5)流出的钒净化液(6)流入至离子交换柱一(50),钒净化液(6)经离子交换柱一(50)中的树脂第一次吸附后流入至底水循环池一(51); 步骤b、底水循环泵一(52)将底水循环池一(51)中已吸附过的钒净化液经底水循环管一(53)泵回至离子交换柱一(50)进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池一(51)中的钒净化液的浓度停止降低为止; 步骤C、将底水循环池一(51)中的钒净化液用底水循环泵一(52)泵入至含钒底水池(62)中,底水循环池一清空备用; 步骤d、用含钒底水泵(63)将含钒底水池(62)中的钒净化液泵入至离子交换柱二(54),经离子交换柱二(54)中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池二(55),然后底水循环泵二( 56)将底水循环池二( 55)中的已多次吸附过的钒净化液经底水循环管二( 57)泵回至离子交换柱二(54)进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池二(55)中的钒净化液的浓度停止降低为止; 步骤e、将底水循环池二(55)中的钒净化液用底水循环泵二(56)泵入至含钒底水池(62)中,底水循环池二清空备用; 步骤f、用含钒底水泵(63)将含钒底水池(62)中的钒净化液泵入至离子交换柱三(58),经离子交换柱三(58)中的树脂第一次吸附后,流入至底水循环池三(59),然后底水循环泵三(60)将底水循环池三(59)中已多次循环吸附过的钒净化液经底水循环管三(61)泵回至离子交换柱三(58)进行循环离子交换,如此形成循环吸附体,循环吸附钒净化液,直到底水循环池三(59)中的钒净化液的五氧化二钒浓度降低至lg/L为止; 步骤g、用底水循环泵三(60)将底水循环池三中(59)中的钒净化液泵入至底水池(64),钒净化液变为底水,以备作为浸出剂和加湿剂输送至逆流循环淋洗浸出装置(3)或制球工序; 步骤h、再次由钒浸出液净化装置(5 )引入钒净化液至离子交换柱一(50 ),重复上述步骤a至步骤g,如此循环往复,直到离子交换柱中的树脂吸附饱和。
10.根据权利要求7所述的石煤提钒废水零排放方法,其特征在于,所述步骤四的具体步骤如下: 第一步、用冲洗水池泵(68)将冲洗水池(67)中的冲洗水(16)从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,反冲洗离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池(71); 第二步、用冲洗水循环泵(72)将冲洗水循环池(71)中的冲洗水(16)泵入至冲洗水过滤柱(66),经冲洗水过滤柱(66)除去杂质以后,流入至冲洗水池(67),然后重复第一步,循环反冲洗离子交换柱多次; 第三步、将冲洗水(16)泵入至清水池(69),冲洗水(16)变为清水(17)并储存作为浸出剂备用,而冲洗水池(67)和冲洗循环水池(71)被清空备用; 第四步、用新水池泵(74)将新水池(73)中的新水(15)从离子交换柱的出液口泵入至已被冲洗水冲洗过的离子交换柱中,再次反冲洗该离子交换柱中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池(71); 第五步、用冲洗水循环泵(72)将冲洗水循环池(71)中的新水(15)泵入至冲洗新水过滤柱(75),经冲洗新水过滤柱(75)除去杂质以后,流入至冲洗水池(67),用冲洗水池泵(68)将冲洗水池(67)中的冲洗新水从离子交换柱的出液口泵入至离子交换柱中,再次反冲洗其中的饱和树脂,然后从离子交换柱的上部溢流口流入至冲洗水循环池(71); 第六步、重复第五步,循环反冲洗离子交换柱多次; 第七步、将冲洗新水储`存在冲洗水池(67)中,作为下一次反冲洗离子交换柱的冲洗水(16)备用。
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