公布日：2023.01.17
申请日：2022.10.31
分类号：C01G37/02(2006.01)I;C01F11/18(2006.01)I;C01B33/24(2006.01)I
摘要
本发明属于含铬污泥再利用技术领域，公开了一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法。先向干燥后的提钒废水产生的含铬污泥中加入碳酸钠，然后进行煅烧，加水后经分离得到溶液与沉淀；向溶液中加入氧化钙反应，分离得到铬酸钠溶液、硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀；向铬酸钠溶液中通入二氧化碳反应，反应结束后，再加热至一定温度后，加入甲醛溶液反应，反应结束后保温熟化，经分离得到羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀、碳酸氢钠溶液；将羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀进行煅烧得到三氧化二铬。经本发明所述技术方案得到的三氧化二铬的纯度可高达99.5％，为低硫、低碳、低铁、低硅的冶金级氧化铬产品，并且整个处理过程中，无二次污染产生。
权利要求书
1.一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对提钒废水产生的含铬污泥进行干燥处理，向干燥后的提钒废水产生的含铬污泥中加入碳酸钠，然后进行煅烧，得到煅烧后的物料，向煅烧后的物料中加水，分离得到溶液与沉淀；(2)向溶液中加入氧化钙反应，分离得到铬酸钠溶液、硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀；(3)向铬酸钠溶液中通入二氧化碳反应，反应结束后，再加热至一定温度后，加入甲醛溶液反应，反应结束后保温熟化，得到羟基氧化铬、氢氧化铬与碳酸氢钠的混合溶液，然后分离得到羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀、碳酸氢钠溶液；(4)将羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀进行煅烧得到三氧化二铬。
2.根据权利要求1所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(1)中干燥后的提钒废水产生的含铬污泥与碳酸钠的质量比为1:0.3～1。
3.根据权利要求1或2所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(1)中煅烧的条件为：煅烧气氛为空气或氧气，温度为950～1100℃，时间为1～2h。
4.根据权利要求1或2所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶液中硅、钒与氧化钙中钙的摩尔比为1:3～4.5，其中溶液中硅与氧化钙中钙的摩尔比为1:1～1.5，溶液中钒与氧化钙中钙的摩尔比为1:2～3。
5.根据权利要求4所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(2)中硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀的资源化利用方法为：向硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀中加水形成浆料，向浆料中加入碳酸钠溶液，分离得到碳酸钙与硅酸钙沉淀、钒酸钠溶液；所述钒酸钠溶液再返回步骤(2)中，所述碳酸钙与硅酸钙沉淀干燥后用做建材原料；所述硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀与水的质量比为1:3～5；所述碳酸钠溶液的浓度为10～30％；所述钒酸钙中钒与碳酸钠的摩尔比为1:2～5。
6.根据权利要求5所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(3)中通入二氧化碳的压力为1～1.2mpa，通入二氧化碳反应的时间为1～3h，所述加热后的温度为140～160℃，所述甲醛溶液的浓度为10～37％。
7.根据权利要求6所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(3)中加入甲醛溶液反应的温度为180～220℃，当反应的温度>220℃停止加入甲醛溶液，温度<180℃继续加入甲醛溶液，反应的时间为1～3h，所述铬酸钠溶液中铬酸钠与甲醛溶液中甲醛的质量比为0.1～0.3:100；所述熟化的时间为4～8h。
8.根据权利要求5或6所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(3)中分离得到羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀、碳酸氢钠溶液的具体过程为：将保温熟化后的羟基氧化铬、氢氧化铬与碳酸氢钠的混合溶液冷却至80℃，然后进行多级逆流洗涤，沉降分离得到碳酸氢钠溶液、羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀；所述碳酸氢钠溶液与所述多级逆流洗涤的第一级洗液进行蒸发结晶得到碳酸氢钠，将碳酸氢钠返回步骤(1)中代替碳酸钠循环使用。
9.根据权利要求8所述的提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，其特征在于，所述步骤(4)中煅烧的温度为1100～1400℃，煅烧的时间为1～2h。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法，包括以下步骤：
(1)对提钒废水产生的含铬污泥进行干燥处理，向干燥后的提钒废水产生的含铬污泥中加入碳酸钠，然后进行煅烧，得到煅烧后的物料，向煅烧后的物料中加水，分离得到溶液与沉淀；
(2)向溶液中加入氧化钙反应，分离得到铬酸钠溶液、硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀；
(3)向铬酸钠溶液中通入二氧化碳反应，反应结束后，再加热至一定温度后，加入甲醛溶液反应，反应结束后保温熟化，得到羟基氧化铬、氢氧化铬与碳酸氢钠的混合溶液，然后分离得到羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀、碳酸氢钠溶液；
(4)将羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀进行煅烧得到三氧化二铬。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(1)中干燥后的提钒废水产生的含铬污泥与碳酸钠的质量比为1:0.3～1。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(1)中煅烧的条件为：煅烧气氛为空气或氧气，温度为950～1100℃，时间为1～2h。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(1)中溶液中硅、钒与氧化钙中钙的摩尔比为1:3～4.5，其中溶液中硅与氧化钙中钙的摩尔比为1:1～1.5，溶液中钒与氧化钙中钙的摩尔比为1:2～3。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(2)中硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀的资源化利用方法为：向硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀中加水形成浆料，向浆料中加入碳酸钠溶液，分离得到碳酸钙与硅酸钙沉淀、钒酸钠溶液；
所述钒酸钠溶液再返回步骤(2)中，所述碳酸钙与硅酸钙沉淀干燥后用做建材原料；
所述硅酸钙与钒酸钙的混合沉淀与水的质量比为1:3～5；所述碳酸钠溶液的浓度为10～30％；所述钒酸钙中钒与碳酸钠的摩尔比为1:2～5。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(3)中通入二氧化碳的压力为1～1.2mpa，通入二氧化碳反应的时间为1～3h，所述加热后的温度为140～160℃，所述甲醛溶液的浓度为10～37％。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(3)中加入甲醛溶液反应的温度为180～220℃，当反应的温度>220℃停止加入甲醛溶液，温度<180℃继续加入甲醛溶液，所述反应的时间为1～3h；所述铬酸钠溶液中铬酸钠与甲醛溶液中甲醛的质量比为0.1～0.3:100；所述熟化的时间为4～8h。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(3)中分离得到羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀、碳酸氢钠溶液的具体过程为：将保温熟化后的羟基氧化铬、氢氧化铬与碳酸氢钠的混合溶液冷却至80℃，然后进行多级逆流洗涤，沉降分离得到碳酸氢钠溶液、羟基氧化铬与氢氧化铬的混合物沉淀；
所述碳酸氢钠溶液与所述多级逆流洗涤的第一级洗液进行蒸发结晶得到碳酸氢钠，将碳酸氢钠返回步骤(1)中代替碳酸钠循环使用。
优选的，在上述一种提钒废水产生的含铬污泥处理的方法中，所述步骤(4)中煅烧的温度为1100～1400℃，煅烧的时间为1～2h。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中所述的提钒废水产生的含铬污泥中的主要成分为氢氧化铬、水、硅、钒、铁以及少量的钙，经本发明所述技术方案制备得到的三氧化二铬的纯度可高达99.5％，其中铁小于0.1％、硅小于0.1％、硫小于0.0001％、碳小于0.0001％，为低硫，低碳，低铁，低硅的冶金级氧化铬产品，并且整个处理过程中，无二次污染产生，适合大规模推广使用。
（发明人：徐鑫磊;梅文红;徐浩鑫）