專利名稱：含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的是濕法冶金和環(huán)保領(lǐng)域全組分資源化處理含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的方法。
背景技術(shù)：
濕法冶金行業(yè)產(chǎn)生的廢水中因同時含有氨、釩、鉻和硫酸鈉，化學(xué)成分復(fù)雜，化學(xué)性質(zhì)各異，環(huán)保處理難以進行。較好的企業(yè)用
還原劑處理廢水，使其大部分Cr6+還原為C,直接排放，廢水中的氨和硫酸鈉未經(jīng)處理，照樣污染環(huán)境和水體，浪費了大量的氨、釩、鉻、硫酸鈉和水資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的含有氨、釩、鉻、硫酸鈉廢水處理方法的不足，本發(fā)明提出了含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的方法。該方法依據(jù)廢水中各種物質(zhì)的濃度及化學(xué)性質(zhì)，采用分步化學(xué)與物理轉(zhuǎn)化的方式解決廢水綜合處理的技術(shù)問題。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所釆取的方案是
工序l,脫氨制取氨水。向廢水中加入氫氧化鈉，使溶解在廢水中的銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨，從廢水中逸出，液體部分為脫氨廢水。
工序2,提取氫氧化鉻。用硫酸調(diào)節(jié)脫氨廢水的pH值，并加熱和加入還原劑，在攪拌的條件下反應(yīng)，使C,還原為Cr3+,當(dāng)廢水的pH值在3-5. 5和Cr"濃度小于0. 03-0. 05g/l時，加入氫氧化鈉，使pH值保持7. 0-8. 5,在溫度為40-50°C和攪拌的條件下反應(yīng)30-40分鐘，當(dāng)溶液中總鉻的濃度小于0. 05g/l時，用泵將反應(yīng)釜的廢水輸至板框過濾機進行固液分離，固體為氫氧化鉻產(chǎn)品，液體為脫鉻廢水。
工序3,用樹脂柱吸附釩、鉻。分別用陰離子交換樹脂柱和螯合樹脂柱吸附廢水中的高價、低價釩和鉻離子，解析富積的釩、鉻溶液用泵輸至濕法冶金浸出工段。
工序4，提取無水硫酸鈉。將處理后的廢水通過泵輸至三效蒸發(fā)器中，用飽和水蒸氣進行蒸發(fā)結(jié)晶，通過離心機進行固液分離，所得晶體干燥后成為無水硫酸鈉產(chǎn)品；離心產(chǎn)生的母液經(jīng)兌液罐返回第一效蒸發(fā)器進行再蒸發(fā)。處理過程中所產(chǎn)生的蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)使用。
積極效果本方法能夠從含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的廢水中分離出氨用于制成氨水，通過還原劑還原沉淀出氫氧化鉻產(chǎn)品，通過樹脂柱離子交換解析出釩、鉻液用于濕法冶金應(yīng)用，在經(jīng)過樹脂柱交換的水中提取無水硫酸鈉，使廢水凈化并重復(fù)利用，實現(xiàn)零排放，產(chǎn)生環(huán)保效應(yīng)。本方法適宜在同時含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的廢水中提取有用物質(zhì)及對水凈化重復(fù)利用中應(yīng)用。


圖1含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的過程圖
具體實施例方式
實施例1
1、脫氨制取氨工序?qū)⒑邪?、釩、鉻和硫酸鈉的生產(chǎn)廢水和4oy。氫氧化鈉溶液在管道混合器混合，進入專用脫氨塔，控制塔頂溫度在ioo。c的條件下，加堿廢水由塔頂經(jīng)多級塔盤添料流至塔底，生成的氨氣由塔頂?shù)墓艿莱隹谝莩?，?jīng)表面冷凝器冷卻降溫，與冷凝的水蒸氣生成氨水產(chǎn)品，塔底排出的廢水為脫氨廢水。
2、 提取氫氧化鉻。脫氨廢水輸入帶保溫的防腐反應(yīng)釜中，使用硫酸將廢水pH調(diào)整為3，使用蒸汽維持65。C,根據(jù)Cr"濃度加入適量的硫化鈉還原劑，使Cr"還原成Cr3+,當(dāng)Cr"的濃度小于0. 03g/l時，再加入適量的氫氧化鈉，調(diào)整廢水pH為8. 5, C,生成氫氧化鉻，再經(jīng)過濾分離，固相為氫氧化鉻產(chǎn)品，液相為脫鉻后廢水。
3、 用樹脂柱吸附釩、鉻。脫鉻廢水中還含有微量的釩和鉻，釆用一套大孔型陰離子交換樹脂柱(D301R)交替吸附廢水中的高價釩和鉻離子，然后使用吡啶型螯合樹脂SumichelateCR-2吸附，當(dāng)D301R樹脂柱吸附飽和后，用氫氧化鈉堿液解析再生；SumichelateCR-2樹脂柱，吸附飽和后，用硫酸溶液解析再生，解析富積的釩、鉻溶液返回濕法冶金浸出工段回收利用。
4、 提取無水硫酸鈉。經(jīng)樹脂柱深度脫釩、鉻后的廢水用泵輸至三效蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)器濃縮，硫酸鈉結(jié)晶為無水硫酸鈉晶體，通過離心分離和干燥成為無水硫酸鈉即元明粉；廢水蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)使用。
實施例2
1、脫氨制取氨水。廢水中加堿為質(zhì)量百分比為40%氫氧化鈉溶液，塔頂溫度控制在120。C,獲得氨水和脫氨廢水。脫氨廢水加硫酸調(diào)整pH值為4，保溫68t,使用亞硫酸鈉作還原劑，使C,還原成c +生成氫氧化鉻，同時生成脫鉻廢水。
2、提取氫氧化鉻。脫鉻廢水中微量釩、鉻采用凝膠型陰離子交換樹脂柱(201x7)交替吸附廢水中的高價釩和鉻離子，然后使用單胺基磷酸型螯合樹脂D412吸附，當(dāng)201 x 7樹脂柱吸附飽和后，用氫氧化鈉堿液解析再生，D412樹脂柱吸附飽和后，用硫酸溶液解析再生，解析富積的釩、鉻溶液返回濕法冶金浸出工段回收利用。
4、提取無水硫酸鈉。經(jīng)樹脂柱脫釩、鉻后的廢水用泵輸至三效蒸發(fā)器，蒸發(fā)獲得元明粉，蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)使用。
實施例3
1、 脫氨制取氨水。將含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的生產(chǎn)廢水和40%氫氧化鈉溶液在管道混合器混合，進入脫氨塔，控制塔頂溫度109flC，
2、 提取氫氧化鉻。脫氨廢水輸入帶保溫的防腐反應(yīng)釜，使用硫酸將廢水PH值調(diào)整為5，使用蒸汽維持7(fC，使用甲醛作還原劑，使Cr"還原成C,,當(dāng)Cr"的濃度小于0. 03g/l時，再加入氫氧化鈉，調(diào)整廢水pH為8， C,生成氫氧化鉻，經(jīng)過濾分離，固相為氫氧化鉻產(chǎn)品，液相為沉鉻后廢水。
3、 用樹脂柱吸附釩、鉻。脫鉻廢水中的有微量的釩和鉻，用大孔型陰離子交換樹脂柱(D201)交替吸附廢水中的高價釩和鉻離子，然后使用單亞胺二乙酸型螯合樹脂D401吸附，當(dāng)D201樹脂柱吸附飽和后，用氫氧化鈉堿液解析再生，D401樹脂柱吸附飽和后，用硫酸溶液解析再生，解析富積的釩、鉻溶液返回濕法冶金浸出工段回收利用。
4、 提取無水硫酸鈉。提取釩、鉻后的廢水輸至三效蒸發(fā)器，獲得無水硫酸鈉晶體，經(jīng)離心分離和干燥后成為元明粉；蒸發(fā)冷凝水 全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)使用。 實施例4
1、 脫氨制取氨水。將含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的生產(chǎn)廢水和40% 氫氧化鈉溶液在管道混合器混合，通入脫氨塔，控制塔頂溫度109t
的條件下，加堿廢水由塔頂經(jīng)多級塔盤添料流至塔底，生成的氨氣 由塔頂?shù)墓艿莱隹谝莩?，?jīng)表面冷凝器冷卻降溫，與冷凝的水蒸汽 生成氨水產(chǎn)品，塔底排出的廢水為脫氨廢水。
2、 提取氫氧化鉻。脫氨廢水輸入帶保溫的防腐反應(yīng)釜，使用硫 酸將廢水PH值調(diào)整為5，使用蒸汽維持70QC，根據(jù)C +濃度加入甲 醛還原劑，使C,還原成Cr3+,當(dāng)Cr"的濃度小于0. 03g/l時，再加入 適量的氫氧化鈉，調(diào)整廢水PH為7， C +生成氫氧化鉻，經(jīng)過濾分離， 固相為氫氧化鉻產(chǎn)品，液相為脫鉻后廢水。
3、 用樹脂柱吸附釩、鉻。脫鉻廢水中還含有微量的釩和鉻，采 用一套大孔型陰離子交換樹脂柱(D301)交替吸附廢水中的高價釩 和鉻離子，然后使用吡啶型螯合樹脂SumichelateCR-2吸附，當(dāng)D301 樹脂柱吸附飽和后，用氫氧化鈉堿液解析再生，SumichelateCR-2樹 脂柱吸附飽和后，用硫酸溶液解析再生，解析富積的釩、鉻溶液返 回濕法冶金浸出工段回收利用。
4、 提取無水硫酸鈉。經(jīng)樹脂柱深度脫執(zhí)、鉻后的廢水用泵輸至 三效蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)器濃縮，硫酸鈉結(jié)晶為無水硫酸鈉晶體，再經(jīng) 離心分離和干燥后為元明粉；廢水蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重 復(fù)使用。實施例5
1、 脫氨制取氨水。將含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的生產(chǎn)廢水和40% 氫氧化鈉溶液在管道混合器混合，進入專用脫氨塔，控制塔頂溫度 112。C的條件下，加堿廢水由塔頂經(jīng)多級塔盤添料流至塔底，生成的 氨氣由塔頂?shù)墓艿莱隹谝莩觯?jīng)表面冷凝器冷卻降溫，與冷凝的水 蒸汽生成氨水產(chǎn)品，塔底排出的廢水為脫氨廢水。
2、 提取氫氧化鉻。脫氨廢水輸入帶保溫的防腐反應(yīng)釜，使用硫 酸將廢水PH值調(diào)整為4,使用蒸汽維持70flC,根據(jù)C +濃度加入乙 醛還原劑，使Cr"還原成Cr3+，當(dāng)Cr"的濃度小于0. 03g/l時，再加入 適量的氫氧化鈉，調(diào)整廢水PH值為8, C,生成氫氧化鉻，經(jīng)過濾分 離，固相為氫氧化鉻產(chǎn)品，液相為脫鉻后廢水。
3、 用樹脂柱吸附釩、鉻。脫鉻廢水中還含有微量的釩和鉻，釆 用一套大孔型陰離子交換樹脂柱(D301R)交替吸附廢水中的高價釩 和鉻離子，然后使用吡啶型螯合樹脂SumichelateCR-2吸附，當(dāng)D301R 樹脂柱吸附飽和后，用氫氧化鈉堿液解析再生，SmnichelateCR-2樹 脂柱吸附飽和后，用硫酸溶液解析再生，解析富積的釩鉻溶液返回 濕法冶金浸出工段回收利用。
4、 提取無水硫酸鈉。經(jīng)樹脂柱深度脫釩、鉻后的廢水用泵輸至 三效蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)器濃縮，硫酸鈉結(jié)晶為無水硫酸鈉晶體，經(jīng)離 心分離和干燥后成為元明粉；廢水蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重 復(fù)使用。
還原劑為具有還原作用的物質(zhì)，包括亞硫酸鈉、硫酸鈉、甲醇、 甲醛、乙醛和硫化鈉。含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的生產(chǎn)廢水經(jīng)過脫氨可以獲得氨水產(chǎn)
品，從而從廢水中脫出了氨，使水初步凈化；經(jīng)過脫鉻獲得氫氧化 鉻產(chǎn)品，而從廢水中脫出了鉻元素，并獲得了鉻產(chǎn)品，同時使廢水 得到進一步凈化；經(jīng)過樹脂柱脫出脫鉻的廢水中的微量釩和鉻，通 過解析后用于濕法冶金的原料使用；脫氨、鉻和釩的廢水中含有硫 酸鈉，通過結(jié)晶和干燥獲得無水硫酸鈉產(chǎn)品，也稱元明粉，作為工 業(yè)原料使用。
經(jīng)過脫氨制取氨水、脫鉻制取氫氧化鉻、脫釩、鉻，分離出無 水硫酸鈉產(chǎn)品后，廢水得到凈化，成為能夠重復(fù)利用的凈水。此方 法能夠從廢水中提取有用的物質(zhì)，同時使之凈化并重復(fù)使用，真正 意義地實現(xiàn)廢水零排放，產(chǎn)生環(huán)保效應(yīng)。
權(quán)利要求
1、含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的方法，其特征是工序(1)，脫氨制取氨水，向廢水中加入氫氧化鈉，使溶解在廢水中的銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨，從廢水中逸出，液體部分為脫氨廢水；工序(2)，提取氫氧化鉻，用硫酸調(diào)節(jié)脫氨廢水的pH值，并加熱和加入還原劑，在攪拌的條件下反應(yīng)，使Cr6+還原為Cr3+，當(dāng)廢水的pH值在3-5.5和Cr6+濃度小于0.03-0.05g/l時，加入氫氧化鈉，使pH值保持7.0-8.5，在溫度為40-50℃和攪拌的條件下反應(yīng)30-40分鐘，當(dāng)溶液中總鉻的濃度小于0.05g/l時，用泵將反應(yīng)釜的廢水輸至板框過濾機進行固液分離，固體為氫氧化鉻產(chǎn)品，液體為脫鉻廢水；工序(3)，用樹脂柱吸附釩、鉻，分別用陰離子交換樹脂柱和螯合樹脂柱吸附廢水中的高價、低價釩和鉻離子，解析富積的釩、鉻溶液用泵輸至濕法冶金浸出工段；工序(4)，提取無水硫酸鈉，將處理后的廢水通過泵輸至三效蒸發(fā)器中，用飽和水蒸氣進行蒸發(fā)結(jié)晶，通過離心機進行固液分離，所得晶體干燥后成為無水硫酸鈉產(chǎn)品；離心產(chǎn)生的母液經(jīng)兌液罐返回第一效蒸發(fā)器進行再蒸發(fā)，處理過程中所產(chǎn)生的蒸發(fā)冷凝水全部返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有氨、釩、鉻和硫酸納的廢水處理的方法，其特征是所述還原劑為硫化鈉亞硫酸鈉、甲醇、甲醛或乙醛。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有氨、釩、鉻和硫酸納的廢水處理的方法，其特征是所述的陰離子交換樹脂柱中使用的為大孔徑或凝膠型樹脂，鰲合樹脂為吡啶類、單胺基磷酸型或亞胺二乙酸型。
全文摘要
本發(fā)明提出的是含有氨、釩、鉻和硫酸鈉廢水處理的方法。經(jīng)過工序1，脫氨制取氨水；經(jīng)過工序2，提取氫氧化鉻；經(jīng)過工序3，用樹脂柱吸附釩、鉻；經(jīng)過工序4，提取無水硫酸鈉。本方法能夠從含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的廢水中分離氨、鉻、釩和無水硫酸鈉，使廢水凈化并重復(fù)利用，實現(xiàn)零排放，產(chǎn)生環(huán)保效應(yīng)。本方法適宜在同時含有氨、釩、鉻和硫酸鈉的廢水中提取有用物質(zhì)及對水凈化重復(fù)利用中應(yīng)用。
文檔編號C01G37/00GK101525189SQ200910010988
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者曹宏斌, 李玉平, 曉 林, 陳香友 申請人:葫蘆島輝宏有色金屬有限公司