一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水含有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為10-15g/L，所述方法包括以下步驟：（1）將所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水進(jìn)行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經(jīng)過除雜的廢水，所述除雜的過程使得所述經(jīng)過除雜的廢水中的釩含量低于0.01g/L，磷含量低于0.01g/L，鐵含量低于0.005g/L；（2）將所述經(jīng)過除雜的廢水進(jìn)行變電流電解。根據(jù)本發(fā)明的方法處理后的氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水能夠循環(huán)使用，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響，同時(shí)能夠回收符合國家YB/T051-2003DJMnD標(biāo)準(zhǔn)的金屬錳產(chǎn)品，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【專利說明】一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，氧化釩產(chǎn)品主流生產(chǎn)工藝為"鈣化工藝"和"鈉化工藝"，其對(duì)應(yīng)的工業(yè)廢水 也有兩種處理方法，"鈣化工藝"對(duì)應(yīng)的處理方法為"石灰乳中和法"，"鈉化工藝"對(duì)應(yīng)的處 理方法為"蒸發(fā)濃縮法"，兩種處理方法都能做到廢水循環(huán)利用，但也都存在不可避免的缺 點(diǎn)。"石灰乳中和法"處理成本低廉、工藝簡單、設(shè)備易實(shí)現(xiàn)，但是產(chǎn)生大量"中和石膏渣"， 環(huán)境不友好。"蒸發(fā)濃縮法"處理成本高、設(shè)備維護(hù)困難，所產(chǎn)生的底流渣處理也比較困難。 而且上述兩種廢水處理方法都為單一性投入，無任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服目前氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水處理方法存在的上述問題，提 供一種利用電解法處理氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的方法。
[0004] 為此，本發(fā)明提供了一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè) 廢水含有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為10-15g/L，所述方法包括以下步驟：
[0005] (1)將所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水進(jìn)行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經(jīng)過除雜 的廢水，所述除雜的過程使得所述經(jīng)過除雜的廢水中的釩含量低于0. 〇lg/L，磷含量低于 0· 01g/L，鐵含量低于 0· 005g/L ;
[0006] (2)將所述經(jīng)過除雜的廢水進(jìn)行變電流電解。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的方法處理后的氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水能夠循環(huán)使用，對(duì)最終五氧化二 釩產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響，同時(shí)能夠回收符合國家YB/T051-2003DJMnD標(biāo)準(zhǔn)的金屬錳產(chǎn)品， 產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且電解處理廢水過程中的殘?jiān)寄軌虻玫接行Ю谩?br> [0008] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明提供了一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水含 有錳、釩、鐵和磷，且錳含量為l〇-15g/L，所述方法包括以下步驟：
[0011] (1)將所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水進(jìn)行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經(jīng)過除雜 的廢水，所述除雜的過程使得所述經(jīng)過除雜的廢水中的釩含量低于0. 〇lg/L，磷含量低于 0· 01g/L，鐵含量低于 0· 005g/L ;
[0012] (2)將所述經(jīng)過除雜的廢水進(jìn)行變電流電解。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水主體元素為錳元素，除此之外還含有釩、磷、鐵 等多種雜質(zhì)元素，如果將氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水直接進(jìn)行電解，會(huì)造成陰極板發(fā)黑、陰極腔被 釩沉淀物堵塞，從而電流效率降低，進(jìn)而導(dǎo)致電解無法正常進(jìn)行，因此，必須在電解之前先 將氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中的雜質(zhì)元素除去，同時(shí)保證錳離子損失較少且不會(huì)引入新的雜質(zhì) 元素。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的方法，在步驟（1)中，所述分段除雜的過程可以包括：將所述氧化釩 生產(chǎn)工業(yè)廢水與還原劑接觸反應(yīng)并調(diào)節(jié)pH值至5-6. 5,將得到的中間廢水與CaO接觸反 應(yīng)，然后在Μη02和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣。所述分段除雜的過程具體可以 包括：一段除雜，在廢水pH值為5-6. 5,加熱、攪拌的條件下，采用還原劑FeS04將廢水中的 V5+還原成V4+，水解生成V (0H) 4，將V4+離子除去。然后加入CaO,在廢水pH值為5-6. 5條件 下生成Ca3(P04)2，將P元素除去，在此過程中引入了雜質(zhì)鐵和新的雜質(zhì)硫酸根；二段除雜， 在Μη0 2和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣，將廢水中的Fe2+氧化成Fe3+，在pH值為 5-6. 5,攪拌的條件下生成Fe(0H)3沉淀，將氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中本來就存在的雜質(zhì)鐵和 一段除雜中引入的雜質(zhì)鐵除去。硫酸根在后續(xù)電解過程中無不良影響且能增加溶液的導(dǎo)電 性，其在氧化釩主工藝的浸出工序能夠進(jìn)入渣中，因此在除雜過程中可以不予考慮。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的方法，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水與還原劑接 觸反應(yīng)可以在攪拌下進(jìn)行，并且接觸反應(yīng)的溫度可以為70-90°C，接觸反應(yīng)的時(shí)間可以為 10-50分鐘。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，所述還原劑 的用量可以為0. 05-0. 2重量份。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述還原劑可以為本領(lǐng)域常用的各種還原劑，例如可以為 Na2S03、K2S03、FeS04、FeCl 2、Fe (N03) 2 等，優(yōu)選為 FeS04。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的pH值可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的pH 調(diào)節(jié)劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，常規(guī)的pH調(diào)節(jié)劑可以為檸檬酸、乳酸、乙酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀 等，優(yōu)選為氨水。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水與CaO接觸 反應(yīng)可以在攪拌下進(jìn)行，且接觸反應(yīng)的時(shí)間可以為10-50分鐘。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的方法，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，CaO的用量可 以為0. 05-0. 2重量份。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的方法，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，Μη02的用量可 以為0. 05-0. 2重量份，活性炭的用量可以為0. 05-0. 2重量份。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的方法，由于氧化釩廢水中錳離子濃度較低，只有10_15g/L，如果采用 普通的電解技術(shù)會(huì)造成金屬錳上板不牢固容易造成返溶，因此要采用變電流電解技術(shù)。所 述變電流電解的過程可以包括：電解開始時(shí)將電流密度調(diào)至極大值為200-260A/m 2,電解 進(jìn)行0. 5-a以后，將電流密度調(diào)至50-120A/m2,電解進(jìn)行20-25h以后，再次將電流密度調(diào) 至200-260A/m 2,電解進(jìn)行0. 5-2h以后，更換陰極板。經(jīng)過電解處理后的氧化釩工業(yè)生產(chǎn) 廢水可以直接返回主工藝循環(huán)使用，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響，并且可以獲得符合國家YB/ T051-2003DJMnD標(biāo)準(zhǔn)的金屬錳產(chǎn)品。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法，為了降低由于錳離子濃度較低而產(chǎn)生的電化學(xué)極化現(xiàn)象，在 進(jìn)行變電流電解時(shí)優(yōu)選采用3點(diǎn)進(jìn)液方式進(jìn)行陰極腔補(bǔ)液。在采用3點(diǎn)進(jìn)液方式進(jìn)行陰極 腔補(bǔ)液的過程中，單點(diǎn)流量可以為100_150L/h。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水可以為本領(lǐng)域中常規(guī)的氧化釩生產(chǎn) 工業(yè)廢水，例如可以選自氧化釩"鈣化工藝"生產(chǎn)工業(yè)廢水，所述氧化釩"鈣化工藝"生產(chǎn)工 業(yè)廢水可以為氧化釩生產(chǎn)過程中沉淀工序所產(chǎn)生的沉釩上清液，在所述沉釩上清液中，硫 酸銨含量可以為40-80g/L、釩含量可以為0. 1-0. 2g/L、鐵含量可以為0. 2-0. 3g/L、磷含量 可以為0. 1-0. 2g/L，pH值可以為1-3。
[0025] 實(shí)施例
[0026] 下面借助實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不限于這些實(shí)施例。
[0027] 在以下實(shí)施例和對(duì)比例中，除雜后的廢水中的釩含量、磷含量和鐵含量根據(jù)ICP (感應(yīng)耦合等離子體）方法檢測(cè)。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 處理1噸氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，在該氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中，錳含量為15g/L、硫 酸銨含量為80g/L、釩含量為0. lg/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. 2g/L，pH值為2. 5,將其 加熱并保持廢水溫度為85°C，加入lkg FeS04，攪拌30分鐘，使用氨水調(diào)節(jié)廢水pH值為5， 加入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20 分鐘，待氫氧化鐵析出后，將廢水過濾，得到1噸除雜后的廢水，在該除雜后的廢水中釩含 量為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。將除雜后的廢水通入電解槽進(jìn)行 電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh后調(diào)節(jié)電流密度為ΙΟΟΑ/m 2,電解22h后調(diào)節(jié)電流密 度為260A/m2,電解lh后更換陰極板。最后得到0. 95噸經(jīng)過電解處理的氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢 水，并從廢水中回收l〇kg符合國家YB/T051-2003DJMnD標(biāo)準(zhǔn)的金屬錳產(chǎn)品。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 處理1噸氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，在該氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中，錳含量為12g/L、硫 酸銨含量為60g/L、釩含量為0. 2g/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. lg/L，pH值為1. 8,將其 加熱并保持廢水溫度為80°C，加入lkg FeS04,攪拌30分鐘，使用氨水調(diào)節(jié)廢水pH值為5， 加入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20 分鐘，待氫氧化鐵析出后，將廢水過濾，得到1噸除雜后的廢水，在該除雜后的廢水中釩含 量為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。將除雜后的廢水通入電解槽進(jìn)行 電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh后調(diào)節(jié)電流密度為ΙΟΟΑ/m 2,電解22h后調(diào)節(jié)電流密 度為260A/m2,電解lh后更換陰極板。最后得到0. 95噸經(jīng)過電解處理的氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢 水，并從廢水中回收12kg符合國家YB/T051-2003DJMnD標(biāo)準(zhǔn)的金屬錳產(chǎn)品。
[0032] 實(shí)施實(shí)例3
[0033] 處理1噸氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，在該氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中，錳含量為10g/L、硫 酸銨含量為40g/L、釩含量為0. 2g/L、鐵含量為0. 2g/L、磷含量為0. 2g/L，pH值為2,將其加 熱并保持廢水溫度為75°C，加入lkg FeS04,攪拌30分鐘，使用氨水調(diào)節(jié)廢水pH值為6,加 入lkg氧化鈣，攪拌30分鐘。加入lkg活性炭和lkg二氧化錳，通入壓縮空氣，攪拌20分 鐘，待氧氧化鐵析出后，將廢水過濾，得到1噸除雜后的廢水，在該除雜后的廢水中I凡含量 為0. 005g/L，磷含量為0. 005g/L，鐵含量為0. 005g/L。
[0034] 將除雜后的廢水通入電解槽進(jìn)行電解，開始電流密度為260A/m2,電解lh后調(diào) 節(jié)電流密度為80A/m 2,電解22h后調(diào)節(jié)電流密度為260A/m2,電解lh后更換陰極板。最 后得到0.95噸經(jīng)過電解處理的氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水，并從廢水中回收9kg符合國家YB/
【權(quán)利要求】
1. 一種氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理方法，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水含有錳、釩、鐵和 磷，且錳含量為l〇-15g/L，所述方法包括以下步驟： (1) 將所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水進(jìn)行分段除雜，除去釩、磷和鐵，得到經(jīng)過除雜的廢水， 所述除雜的過程使得所述經(jīng)過除雜的廢水中的釩含量低于〇. 〇lg/L，磷含量低于0. Olg/L， 鐵含量低于〇. 〇〇5g/L ; (2) 將所述經(jīng)過除雜的廢水進(jìn)行變電流電解。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（1)中，所述分段除雜的過程包括：將所述 氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水與還原劑接觸反應(yīng)并調(diào)節(jié)pH值至5-6. 5,將得到的中間廢水與CaO接 觸反應(yīng),然后在Μη02和活性炭的存在下向廢水中通入壓縮空氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢 水與還原劑接觸反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，并且接觸反應(yīng)的溫度為70-90°C，接觸反應(yīng)的時(shí)間為 10-50分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢 水，所述還原劑的用量為0. 05-0. 2重量份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述還原劑為硫酸亞鐵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在分段除雜的過程中，所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水 與CaO接觸反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，且接觸反應(yīng)的時(shí)間為10-50分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的方法，其中，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢 水，CaO的用量為0. 05-0. 2重量份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，相對(duì)于100重量份的所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水， Μη02的用量為0. 05-0. 2重量份，活性炭的用量為0. 05-0. 2重量份。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述變電流電解的過程包括：電 解開始時(shí)將電流密度調(diào)至極大值為200-260A/m 2,電解進(jìn)行0. 05-2h以后，將電流密度調(diào)至 50-120A/m2,電解進(jìn)行20-25h以后，再次將電流密度調(diào)至200-260A/m 2,電解進(jìn)行0. 05-2h以 后，更換陰極板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在進(jìn)行變電流電解時(shí)采用3點(diǎn)進(jìn)液方式進(jìn)行陰 極腔補(bǔ)液。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，單點(diǎn)流量為100_150L/h。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述氧化釩生產(chǎn)工業(yè)廢水中，硫酸銨含量為 40-80g/L、釩含量為 0. 1-0. 2g/L、鐵含量為 0. 2-0. 3g/L、磷含量為 0. 1-0. 2g/L，pH 值為 1-3。
【文檔編號(hào)】C02F9/06GK104058523SQ201310530382
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】彭毅, 孟偉巍, 陶長元, 孫朝暉, 劉作華, 劉武漢, 鐘國梅, 葉露, 盧曉林, 何文藝, 申彪, 吳封 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司