CN104310426B - 一种从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺，其特征在于，包括：仲钨酸铵结晶蒸汽及氨尾气通过引风机引入精馏塔，温度维持在90-95℃范围内，经汽水分离器冷凝回收氨；氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水泵入搅拌槽中，加入氢氧化钠进行氨活化，调pH值为10-11，经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入氢氧化钠调节pH值为10-11.5，温度控制在45-90℃范围内吹脱2h；吹脱过程中产生的氨气与汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，生产成氯化铵返回主流程配解析液。本方法工艺流程简单、处理效果稳定、设备投资少、无二次污染、处理成本低。
Description
技术领域
本发明涉及氨回收工艺，具体涉及一种从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺。
背景技术
通过钨冶炼离子交换法生产仲钨酸铵(APT)，冶炼过程中产生的氨氮废气主要产生于APT结晶冷凝水以及部分尾气，氨氮废水主要产生于APT生产过程中的离子交换及APT结晶工序。
在钨冶炼过程中，离子交换法生产APT，采用浓度为5mol/L的NH4Cl及2mol/L的NH2OH溶液配制解析剂，按理论计算每生产1吨APT需要消耗0.41吨NH4Cl，但生产实际中需消耗0.6～0.65吨解析剂才能把吸附在树脂上的WO4 2-解吸彻底，按此计算每生产1吨APT就有190～240Kg的NH4Cl，相当于60～76kg的NH3进入解吸液中。每吨APT结晶过程中游离NH3挥发量为120～128kg，结晶化学反应释放NH3量为76kg，每生产1吨APT时所产生的结晶母液及产品洗水含NH3量达50～55kg，因此在APT生产过程中，如果不采取NH4Cl回收措施，每生产1吨APT就有306～335kg的NH3进入废气和废水中。
有关氨回收的方法已有不少的报道，有的仅仅只是针对氨氮尾气，有的只针对APT结晶母液以及离子交换解析液。具体思路都是通过吸收的方法制成铵盐或氨水，有的方法虽然解决了环保问题，但可利用的价值不是很高，同时要增加额外的成本，使企业无竞争力。
公开号为CN101439865发明专利申请提供了一种在生产仲钨酸铵过程中氨回收利用的方法。在生产仲钨酸铵的溶液蒸发结晶的过程中，溶液中的游离氨和结晶过程释放的氨会已气态形式挥发，通过密闭容器收集气态氨，再运用冷凝分离的方式回收氨，回收的氨返回生产主流程配制解析剂，氨的回收率在90％以上。公开号为CN102910648A发明专利申请提供了从钨冶炼的仲钨酸铵结晶母液中一步回收钨与氨的方法。在仲钨酸铵APT蒸发结晶完成后，母液泵至吹脱反应釜中，加入含量90％以上的氧化钙或95％以上的氢氧化钙，通过常压吹脱对氨进行回收，氨通过冷凝器浓缩气液分离后，用盐酸喷淋，制备成氯化铵返回流程，水中氨氮浓度降至30mg/L。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺，通过采用盐酸吸收氨气，生产氯化铵，保证外排生产废水中的NH3-N含量低于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准NH3-N≤15mg/L，外排废气氨含量低于《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中的二级标准NH3≤2.0mg/m3。
本发明的目的之二是提供一种工艺简单，易操作，易控制，成本费用低，并且是变废为宝，循环利用氨氮资源的钨冶炼中氨的回收工艺。
本发明从氨氮废水废气中回收形成的氯化铵浓度能达到190g/L以上，在回收过程不形成新的污染，能直接返回生产主流程使用，每吨APT生产的NH4Cl消耗可以从600kg降低到50kg。
本发明氨的回收工艺是将废气、废水进行综合回收处理。其特征在于，包括以下步骤：
第一步，APT结晶蒸汽及氨尾气通过引风机引入精馏塔，控制温度维持在90-95℃范围内，经汽水分离器回收氨；
第二步，将氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水泵入搅拌槽中，加入浓度为150g/L的氢氧化钠进行氨活化，调节pH值为10-11，废水经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入浓度为150g/L氢氧化钠调节pH值为10-11.5，温度维持在45-90℃范围内吹脱2h；
第三步，氨氮废水经吹脱后，将含氨废气与经汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，盐酸浓度为320-340g/L，调pH值为6.5-7，制备成氯化铵返回主流程配解析液，脱氨后的废水排入钨回收系统处理后进入污水处理站。
其中，第一步中APT结晶蒸汽及氨尾气浓度为3000-3500mg/m3。
其中，第二步中氨氮废水主要是由APT结晶母液、APT产品洗水、离子交换后一段液、四段液混合后浓度为30-40g/L。
本发明对钨冶炼中的氨氮废水废气进行了综合回收处理。对APT结晶蒸汽及氨尾气进行蒸馏回收氨，得到液氨，用于配解析剂；以及对氨氮废水进行氨活化后再进行吹脱回收氨，生产氯化铵，采用盐酸和生产的氯化铵对流程中产生的氨气进行循环吸收，最终能得到满足工艺要到的氯化铵浓液，该工艺实现了氨氮在流程中的闭路循环利用，起到了变废为宝的作用，该流程简单，易操作，易控制，成本费用低。
附图说明
图1为发明所述工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明采用蒸馏和吹脱工艺回收氨氮废气废水中的氨，最终使用盐酸与氯化铵混合液循环吸收合成氯化铵。生产的氯化铵返回主流程，吹脱后的氨氮废水经钨回收系统处理后进入污水站处理，废水的氨氮浓度降至15mg/L以下，涉及到的反应式为：
NH4 ++OH-→NH3+H2O
NH3+H2O→NH4OH
NH4OH+HCl→NH4Cl+H2O
实施例1：如图1所述，从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺为：
步骤一，将APT结晶蒸汽及氨尾气(氨含量为3000mg/m3)通过引风机引入精馏塔，控制温度维持在90℃，经汽水分离器回收氨，1小时回收液氨为0.16m3。
步骤二，将氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水20m3(氨含量为30g/L)泵入搅拌槽中，加入浓度为150g/L的氢氧化钠进行氨活化，调pH值为10，经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入浓度为150g/L氢氧化钠调节pH值为10，温度在45℃吹脱2h，吹脱后废水氨氮浓度为86mg/L。
步骤三，在氨氮废水吹脱过程中，产生的氨废气与经汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，盐酸浓度为320g/L，同时用盐酸把NH4Cl溶液调pH值为7，形成的HCl和NH4Cl的混合溶液用于吸收塔喷淋吸收NH3。得到浓度为190g/L氯化铵8m3。脱氨后的废水排入钨回收系统处理后进入污水处理站稀释处理，NH3-N浓度为14.15mg/L，外排废气氨含量为NH3≤1.24mg/m3。
实施例2：如图1所述，从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺为：
步骤一，将APT结晶蒸汽及氨尾气(氨含量为3500mg/m3)通过引风机引入精馏塔，控制温度维持在90℃，经汽水分离器回收氨，1小时回收液氨为0.20m3。
步骤二，将氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水20m3(氨含量为40g/L)泵入搅拌槽中，加入浓度为150g/L的氢氧化钠进行氨活化，调pH值为11，经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入浓度为150g/L氢氧化钠调节pH值为11，温度在90℃吹脱2h，吹脱后废水氨氮浓度为52mg/L。
步骤三，在氨氮废水吹脱过程中，产生的氨废气与经汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，盐酸浓度为340g/L，同时用盐酸把NH4Cl溶液调pH值为6.5，形成的HCl和NH4Cl混合溶液用于吸收塔喷淋吸收NH3。得到浓度为215g/L氯化铵8.5m3。脱氨后的废水排入钨回收系统处理后进入污水处理站稀释处理，NH3-N浓度为12.36mg/L，外排废气氨含量为NH3≤1.08mg/m3。
实施例3：如图1所述，从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺为：
步骤一，将APT结晶蒸汽及氨尾气(氨含量为3500mg/m3)通过引风机引入精馏塔，控制温度维持在95℃，经汽水分离器回收氨，1小时回收液氨为0.22m3。
步骤二，将氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水20m3(氨含量为40g/L)泵入搅拌槽中，加入浓度为150g/L的氢氧化钠进行氨活化，调pH值为11，经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入浓度为150g/L氢氧化钠调节pH值为11.5，温度在90℃吹脱2h，吹脱后废水氨氮浓度为46mg/L。
步骤三，在氨氮废水吹脱过程中，产生的氨废气与经汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，盐酸浓度为340g/L，同时用盐酸把NH4Cl溶液调pH值为6.5，形成的HCl和NH4Cl混合溶液用于吸收塔喷淋吸收NH3。得到浓度为225g/L氯化铵8.5m3。脱氨后的废水排入钨回收系统处理后进入污水处理站稀释处理，NH3-N浓度为9.86mg/L，外排废气氨含量为NH3≤0.87mg/m3。
根据物料衡算，本发明生产1吨仲钨酸铵(APT)，NH4Cl消耗为50kg，液氨消耗为零。传统工艺每生产1吨仲钨酸铵产品，NH4Cl消耗为550kg，液氨消耗为50kg，本发明相当于每吨仲钨酸铵产品可以节约500kg氯化铵，50kg液氨。按此计算，年产5000吨APT的厂，可以节约2500吨氯化铵，250吨液氨。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (3)
1.从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，仲钨酸铵结晶蒸汽及氨尾气通过引风机引入精馏塔，温度维持在90-95℃范围内，经汽水分离器回收氨；
第二步，将氨氮废气精馏后的釜残液与氨氮废水泵入搅拌槽中，加入浓度为150g/L的氢氧化钠进行氨活化，调节pH值为10-11，废水经氨活化后泵至吹脱塔中，同时氨活化产生的氨废气引入吹脱塔中，加入浓度为150g/L氢氧化钠调节pH值为10-11.5，温度维持在45-90℃范围内吹脱2h；
第三步，氨氮废水经吹脱后，将含氨废气与经汽水分离器未冷凝的氨气进入盐酸喷淋塔进行循环吸收，盐酸浓度为320-340g/L，调pH值为6.5-7，制备成氯化铵返回主流程配解析液，脱氨后的废水排入钨回收系统处理后进入污水处理站。
2.如权利要求1所述的从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺，其特征在于：第一步中仲钨酸铵结晶蒸汽及氨尾气浓度为3000～3500mg/m3。
3.如权利要求1所述的从钨冶炼氨氮废水废气中回收氨的工艺，其特征在于：第二步中氨氮废水主要是由仲钨酸铵结晶母液、仲钨酸铵产品洗水、离子交换后一段液、四段液混合后浓度为30～40g/L。
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