本发明专利技术公开了沉钒废水中各元素高值化的处理方法，包括：调节沉钒废水pH值，搅拌加热，固液分离，固体为混合钙渣，液体为不含铵根、硅、钒的溶液；向溶液中加入脱钙剂，搅拌，固液分离，固体为碳酸钙，液体为不含钙的溶液；溶液中六价铬转化为三价铬；溶液中三价铬转化为氢氧化铬，固液分离，用氢氧化铬制备三氧化二铬；将溶液蒸发浓缩，溶液中硫酸钠晶体析出，固液分离，固体经烘干为高纯元明粉；酸浸固体混合钙渣，固体中的钒进入溶液中形成纯净含钒溶液，固体中的硅、钙形成硅酸和硫酸钙析出，固液分离，从纯净含钒溶液中提取钒。本发明专利技术提升了铬的回收率，除去钒、铬杂质的高纯硫酸钠溶液蒸发制备高纯元明粉，实现沉钒废水中元素的高值化利用。值化利用。
【技术实现步骤摘要】
一种沉钒废水中各元素高值化的处理方法
[0001]本专利技术属于化工
，更具体地说，本专利技术涉及一种沉钒废水中各元素高值化的处理方法。
技术介绍
[0002]五氧化二钒的生产工艺主要有钒渣钠化焙烧和钒渣钙化焙烧两种：经破碎、球磨、筛分后的钒渣，加入纯碱或钙化合物混料焙烧，经水浸或酸浸得含钒溶液，并控制合理的pH值，采用硫酸和硫酸铵酸性铵盐沉钒法制备五氧化二钒。此过程将产生大量的酸性沉钒废水，其主要组分为重金属离子钒、铬，铵根离子，氯离子，硫酸根，钠离子，以及少量硅、钙离子等。目前沉钒废水的处理方式主要分为还原、蒸铵、分盐三个阶段，但尚存在处理成本高、各元素回收率低等问题。中国专利CN107815549A采用还原剂将酸性废水还原后用氢氧化钙或氨水调节pH值至弱碱性，固液分离，所得滤渣经酸浸回收锰和钒。此法虽有效回收了废水中的锰和钒，但其他高价值元素未能得到有效回收，经济效益低，处理成本高。中国专利CN1406882A采用二氧化硫还原钒、铬后用氢氧化钠调至碱性，固液分离，固体为钒铬沉淀，液体经蒸铵后处理排放，蒸出气体用硫酸吸收制备硫酸铵。此法将钒与铬一并回收，但所得钒铬沉淀中钒与铬分离困难，致使钒铬回收经济效益低，且废水中其他元素如硫酸根与氯离子等未能得到有效回收。中国专利CN107089749 A采用沉钒剂硫酸铁分离钒后，用焦亚硫酸钠还原六价铬后用氢氧化钠调至碱性，固液分离，固体为氢氧化铬，液体经蒸铵脱除铵根后蒸发浓缩制备硫酸钠。此法可有效分离回收钒、铬，但过程中使用氢氧化钠调节pH值，处理成本较高。由此，上述现有处理沉钒废水的工艺还有待继续改进及探索。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种沉钒废水中各元素高值化的处理方法，包括以下步骤：
[0005]步骤一、调节沉钒废水的pH值，搅拌加热，溶液中铵根离子转化为氨气逸出，溶液中的钒、硅转化为钒酸钙与硅酸钙，固液分离，固体为钒酸钙、硅酸钙、硫酸钙与氢氧化钙的混合钙渣，液体为不含铵根、硅、钒的溶液；
[0006]步骤二、向步骤一所得溶液中加入脱钙剂，搅拌，溶液中钙转化为碳酸钙，固液分离，固体为碳酸钙，液体为不含钙的溶液；
[0007]步骤三、向步骤二所得溶液中加入还原剂，调节溶液pH值，搅拌反应，溶液中六价铬转化为三价铬；
[0008]步骤四、调节步骤三所得溶液的pH值，搅拌，溶液中三价铬转化为氢氧化铬，固液分离，固体为氢氧化铬，液体为不含六价铬的溶液，用得到的氢氧化铬制备三氧化二铬；
[0009]步骤五、将步骤四所得溶液蒸发浓缩，溶液中硫酸钠以晶体形式析出，固液分离，
固体经烘干为高纯元明粉，母液返回循环蒸发；
[0010]步骤六、将步骤一所得固体混合钙渣进行酸浸，固体中的钒进入溶液中形成纯净含钒溶液，固体中的硅、钙形成硅酸和硫酸钙以固体析出，固液分离，固体为硅酸与硫酸钙的混合物，液体为纯净含钒溶液，并从纯净含钒溶液中提取钒。
[0011]优选的是，其中，所述步骤一中调节沉钒废水pH值的方法为：向沉钒废水中加入碱性物质；所述碱性物质为含有氧化钙、氢氧化钙中的至少一种，沉钒废水溶液pH值调节为10.5～13.5，调节pH值后搅拌加热至90～100℃，然后保温20～180min。
[0012]优选的是，其中，所述步骤一中，使用氨气吸收剂吸收逸出的氨气，所述氨气吸收剂为硫酸、盐酸、硝酸中放入至少一种。
[0013]优选的是，其中，所述步骤二中，脱钙剂为碳酸钠，脱钙剂的加入量按碳酸根：单质钙的摩尔比0.5～10∶1，加入脱钙剂后搅拌5～60min。
[0014]优选的是，其中，所述步骤三中，还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫气体中的至少一种，还原剂的加入量按还原剂：六价铬的摩尔比为0.5～5∶1；加入还原剂后再用酸性或碱性物质调节溶液pH，搅拌反应 5～60min，其中，酸性物质为硫酸，碱性物质为硫化钠。
[0015]优选的是，其中，所述步骤四中，调节溶液pH值的方法为加入酸性或碱性物质，然后搅拌5～60min；用于调节pH值的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
[0016]优选的是，其中，所述步骤六中，向步骤一所得固体混合钙渣中加入质量分数为20％～70％的硫酸溶液，将混合钙渣浆液的pH值调节为2～4；
[0017]所述步骤六中，得到的纯净含钒溶液采用铵盐沉钒、水解沉钒工艺制备钒产品或返回生产前端与原料液混合提钒。
[0018]优选的是，其中，所述步骤四中用氢氧化铬制备三氧化铬的方法包括以下步骤：
[0019]步骤S41、使用热水对氢氧化铬固体进行洗涤，洗涤后将氢氧化铬挤压成饼状，厚度为15～32mm；将饼状氢氧化铬横向切割为2～5mm的氢氧化铬薄饼，每个氢氧化铬薄饼均用针具加工多个通气孔，将氢氧化铬薄饼逐个放置在烘干装置中进行烘干，烘干温度为110～180℃；
[0020]步骤S42、对烘干后的氢氧化铬薄饼进行初步研磨，加入石英砂作为助磨剂，对研磨后的氢氧化铬进行筛选，得到氢氧化铬粗料；
[0021]步骤S43、将步骤S42研磨得到的氢氧化铬粗料加入浆化池中，向浆化池中加水，搅拌成氢氧化铬浆液，搅拌后进行超声波处理，控制超声波频率为36000～44000Hz；超声处理1～2.5h后，向氢氧化铬浆液中加入分散剂，随后继续搅拌1.2～2h，搅拌速度为800～1200rpm，分散剂的用量占氢氧化铬粗料重量的3.1％～5.0％；
[0022]步骤S44、对步骤S43制得的氢氧化铬浆液进行过滤、蒸发浓缩、洗涤，再次压制为2mm～5mm的氢氧化铬薄饼，并在氢氧化铬薄饼上扎上多个通气孔，然后将氢氧化铬薄饼放置在烘干装置中进行二次烘干；
[0023]步骤S45、将二次烘干的氢氧化铬薄饼进行粉碎，研磨后放入回转窑或煅烧炉中，在氮气氛围下进行煅烧，煅烧温度500～1100℃，氢氧化铬分解为三氧化二铬。
[0024]优选的是，其中，所述步骤S43使用的分散剂的制备方法为：
[0025]按重量份，称取1.5～6份的聚乙二醇和0.5～1份的硬脂酰胺，先将硬脂酰胺溶解于80～200份的乙醇中，混合后，超声振荡1～2h；
[0026]使用马来酸酐对聚乙二醇进行改性处理，将聚乙二醇和马来酸酐加入至甲苯中，聚乙二醇、马来酸酐和甲苯的摩尔比为7～10∶1∶25～38；在反应釜中通入氩气，氩气的通入速率为6sccm，反应温度为150℃，反应1.5～2h后冷却至室温，分离出反应釜中的改性聚乙二醇产物，使用四氯化碳将改性聚乙二醇完全溶解，再向溶液中通入过量乙醚，溶液中生成纯净的改性聚乙二醇晶体沉淀；
[0027]将改性聚乙二醇晶体粉碎后加入至溶解有硬脂酰胺的乙醇中，搅拌混合后，将乙醇蒸发完全，分散剂便制备完成。
[0028]本专利技术至少包括以下有益效果：相较于现有沉钒废水的处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、调节沉钒废水的pH值，搅拌加热，固液分离，固体为钒酸钙、硅酸钙、硫酸钙与氢氧化钙的混合钙渣，液体为不含铵根、硅、钒的溶液；步骤二、向步骤一所得溶液中加入脱钙剂，搅拌，溶液中钙转化为碳酸钙，固液分离，固体为碳酸钙，液体为不含钙的溶液；步骤三、调节步骤二所得溶液pH值，向溶液中加入还原剂，搅拌反应，溶液中六价铬转化为三价铬；步骤四、调节步骤三所得溶液的pH值，搅拌，溶液中三价铬转化为氢氧化铬，固液分离，固体为氢氧化铬，用得到的氢氧化铬制备三氧化二铬；步骤五、将步骤四所得溶液蒸发浓缩，溶液中析出硫酸钠晶体，固液分离，固体经烘干为高纯元明粉，母液返回循环蒸发；步骤六、将步骤一所得固体混合钙渣进行酸浸，固体中的钒进入溶液中形成纯净含钒溶液，固体中的硅、钙形成硅酸和硫酸钙以固体析出，固液分离，固体为硅酸与硫酸钙的混合物，从纯净含钒溶液中提取钒。2.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，所述步骤一中调节沉钒废水pH值的方法为：向沉钒废水中加入碱性物质；所述碱性物质为含有氧化钙、氢氧化钙中的至少一种，沉钒废水溶液pH值调节为10.5～13.5，调节pH值后搅拌加热至90～100℃，然后保温20～180min。3.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，搅拌加热至90～100℃后，溶液中铵根离子转化为氨气逸出，溶液中的钒、硅转化为钒酸钙与硅酸钙；使用氨气吸收剂吸收逸出的氨气，所述氨气吸收剂为硫酸、盐酸、硝酸中放入至少一种。4.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，所述步骤二中，脱钙剂为碳酸钠，脱钙剂的加入量按碳酸根：单质钙的摩尔比0.5～10∶1，加入脱钙剂后搅拌5～60min。5.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，所述步骤三中，还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫气体中的至少一种，还原剂的加入量按还原剂：六价铬的摩尔比为0.5～5∶1；加入还原剂后再用酸性或碱性物质调节溶液pH，搅拌反应5～60min，其中，酸性物质为硫酸，碱性物质为硫化钠。6.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处理方法，其特征在于，所述步骤四中，调节溶液pH值的方法为加入酸性或碱性物质，然后搅拌5～60min；用于调节pH值的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。7.如权利要求1所述的沉钒废水中各元素高值化的处...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄先东，白礼太，帖秀梅，王方兵，王俊，朱乐，
申请(专利权)人：四川省银河化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。