申请日2015.07.01
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F9/10; C02F103/16; C22B34/22; C22B7/00
摘要
本发明涉及酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，属于冶金领域。本发明解决的技术问题是提供酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法。本发明酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，包括如下步骤：a、将部分酸性铵盐沉钒废水经提钒尾渣砂滤后，得滤液A;将其余的酸性铵盐沉钒废水经加热蒸发浓缩处理，产生的蒸汽冷却后，得冷凝水;b、将滤液A与冷凝水混合，得混合液，并将混合液返回提钒工序。与现行废水处理工艺相比，本发明方法不仅减少了废水的产生量，降低了废水处理费用，而且回收了废水中的细颗粒APV，提高了系统收率。
权利要求书
1.酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将部分酸性铵盐沉钒废水经提钒尾渣砂滤后，得滤液A;将其余的酸性铵盐沉钒废水 经加热蒸发浓缩处理，产生的蒸汽冷却后，得冷凝水;
b、将滤液A与冷凝水混合，得混合液，并将混合液返回提钒工序。
2.根据权利要求1所述的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于：所述酸性铵 盐沉钒废水是由钒渣钠化焙烧后的熟料经浸出、铵盐沉钒后得到的。
3.根据权利要求1所述的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于：b步骤中， 按体积比，滤液A：冷凝水=1:7～15。
4.根据权利要求1所述的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于：用酸性铵盐 沉钒废水代替生产水新水冲洗提钒工艺的沉淀罐中的多钒酸铵，得到多钒酸铵料浆，将多钒 酸铵料浆过滤后的滤液返回a步骤，与酸性铵盐沉钒废水一起进行提钒尾渣砂滤。
5.根据权利要求1所述的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于：所述混合液 用于浸出钒渣钠化焙烧后的熟料。
6.根据权利要求1所述的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，其特征在于：砂滤后的提 钒尾渣返回提钒焙烧工序。
说明书
酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法
技术领域
本发明涉及酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，属于冶金领域。
背景技术
目前世界上氧化钒的生产工艺主要有两种，原料包括由含钒矿物得到的钒渣、含钒石煤、 废催化剂和石油烧渣等。一种工艺是钙化焙烧-酸浸-水解沉钒(简称石灰法)。另一种工艺是钠 化焙烧-浸出-铵盐沉钒(简称钠盐法)，该工艺生产的钒产品质量高，生产稳定。
在钠盐法提钒过程中，钒要实现两种转变，一种是水不溶性低价钒和水溶性高价钒的转 变，另一种是固态钒和水溶液中离子态钒的转变。目前的提钒工艺均包含原料中固态钒水浸 提取为溶液中离子态钒、钒溶液中离子态钒沉淀析出为固态钒化合物的过程。水溶液中离子 态钒的沉淀过程中必然产生大量的含钠、铵、钒、铬等的废水，另外，APV(多钒酸铵)洗 涤净化过程中也产生大量的废水。其中，V5+、Cr6+等是有毒有害离子，对人体健康和生态环 境造成严重破坏;氨氮是引起水体富营养化的主要因素，高浓度氨氮废水直接排入水体会消 耗水中的溶解氧，破坏水体生态环境，因此不能直接排放。可见，酸性铵盐沉钒废水的经济、 达标治理困难，一直是世界废水处理领域的难题之一。目前有多种方法来处理该废水。
专利103964624A主要公开了一种铵盐沉钒废水循环使用的方法，所述方法包括以下步 骤：a、将铵盐沉钒废水的pH值调节为5～7，加入碳酸铵或碳酸氢铵，充分反应后过滤得到 含锰沉淀和无锰废水;b、将所述无锰废水加热浓缩后得到冷凝水和浓缩硫酸铵溶液，将所述 浓缩硫酸铵溶液直接用于沉钒。该方法能够将除锰后的高浓度硫酸铵溶液和冷凝水直接循环 使用。但是，该方法需要加入药剂碳酸铵或碳酸氢铵，并且需要特殊的加热浓缩设备，这无 疑增加了废水处理的成本。
专利102838233A公开了一种酸性沉钒废水循环利用的方法，包括以下步骤：采用石灰 乳调节酸性沉钒废水至碱性，然后进行固液分离，得到碱性溶液和石膏渣;向所述碱性溶液 中加入脱钙剂进行脱钙，然后进行固液分离，得到上层清液和脱钙渣;用硫酸将所述上层清 液的pH值调节至3～7，然后将上层清液返回浸出工序进行循环利用。该方法需将废水进行 多重处理后，方能用于浸出工序，其操作复杂，成本较高。
专利102531221A主要公开了沉钒废水的处理方法，使用还原剂将废水的V5+、Cr6+还原 为低价的钒铬，调节pH值至碱性，低价钒铬以氢氧化物的形式从溶液中析出而回收;母液 的主要成分为硫酸钠、硫酸铵、氯化钠、氯化铵等，盐度约10%，经多效蒸发浓缩系统浓缩 为硫酸钠的饱和溶液，硫酸钠、硫酸铵等混合盐析出，蒸发浓缩过程中产生的蒸汽形成冷凝 水，冷凝水作为熟料的浸洗用水，从而解决了废水的处理问题，实现了废水的零排放，但采 用该方法，每吨废水的处理费用约90～100元，而生产每吨氧化钒产生废水约26～28吨，致 使氧化钒生产成本大幅度增高。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供低成本的酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法。
本发明酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，包括如下步骤：
a、将部分酸性铵盐沉钒废水经提钒尾渣砂滤后，得滤液A;将其余的酸性铵盐沉钒废水 经加热蒸发浓缩处理，产生的蒸汽冷却后，得冷凝水;
b、将滤液A与冷凝水混合，得混合液，并将混合液返回提钒工序。
其中，所述酸性铵盐沉钒废水是由钒渣钠化焙烧后的熟料经浸出、铵盐沉钒后得到的。
进一步的，b步骤中，按体积比，滤液A：冷凝水=1:7～15。
进一步的，用酸性铵盐沉钒废水代替生产水新水冲洗提钒工艺的沉淀罐中的多钒酸铵， 得到多钒酸铵料浆，将多钒酸铵料浆过滤后的滤液返回a步骤，与酸性铵盐沉钒废水一起进 行提钒尾渣砂滤。
进一步的，所述混合液用于浸出钒渣钠化焙烧后的熟料。
其中，砂滤后的提钒尾渣返回提钒焙烧工序。砂滤后的提钒尾渣可作为焙烧炉料的稀释 剂，其中的细颗粒APV与炉料中的碳酸钠反应生成钒酸钠，通过浸洗转入水溶液的以回收利 用。
本发明酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法，是基于“沉钒废水还原中和蒸发浓缩处理费 用高”、“生产水利用效率低”和“废水资源化程度低”的问题，提出了“沉钒废水资源化利 用”的技术思路。使用沉钒废水代替生产水冲洗粘附于沉淀罐罐底及罐壁的APV，采用提钒 尾渣作为砂滤介质滤除废水中的细颗粒APV、含硅胶体等悬浮物，改善废水水质，使废水与 冷凝水混合后可用于熟料的浸洗，且浸洗所得的含钒液体沉淀过程正常，沉淀制得的APV质 量满足后续工艺技术条件，废水产生量减少，处理成本降低。同时砂滤后的提钒残渣用于焙 烧炉料的稀释剂，其中的细颗粒APV转化为钒酸钠得以回收，提高了系统的钒收率。
与现行废水处理工艺相比，本发明方法不仅减少了废水的产生量，降低了废水处理费用， 而且回收了废水中的细颗粒APV，提高了系统收率。整个工艺过程中，废水产生量至少减少 2吨/吨V2O3，废水处理费用至少降低150元/吨V2O3。其核算方法如下：
现行工艺下，废水的产生量26～28吨/吨V2O3，废水处理成本90～100元/吨(详见表1， 考虑到电能和煤气消耗随废水处理量的变化，此处废水处理成本以75元/吨计算)。而本发明 方法的废水产生量约为24吨/吨V2O3，因此，废水产生量至少减少2吨/吨V2O3，废水处理 费用至少降低150元/吨V2O3。
表1现行废水处理成本
序号 项目 金额(元) 1 水处理剂 11 2 液碱 23 3 电能 20 4 煤气 42 5 合计 96
本发明具有如下有益效果：(1)废水直接代替生产水新水冲洗沉淀罐罐底或管壁粘附的 APV，回用方式简单，不产生额外的费用;(2)沉钒废水采用提钒尾渣砂率预处理，过程简 单;(3)砂率后的提钒残渣用于焙烧稀释剂，可回收砂滤所得的钒，提高了系统钒收率;(4) 熟料浸洗过程顺利;(5)含钒浸出液质量合格，沉淀过程顺行，APV质量合格。