公布日：2022.06.21
申請日：2022.03.21
分類(lèi)號：C01G31/00(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C01C1/16(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，包括：向提釩后含銨鹽廢水中加入分離劑；將預處理后的廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品；對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品；對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品；對濾液進(jìn)行冷卻結晶，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到氯化銨成品。本發(fā)明流程簡(jiǎn)單，無(wú)廢水及固廢產(chǎn)生，適合銨法提釩廢水綜合處理，同時(shí)本發(fā)明具有極高銨鹽和硫酸鹽的回收率。
權利要求書(shū)
1.一種提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、向提釩后含銨鹽廢水中加入分離劑，并調節pH值；步驟二、將步驟一預處理后的廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；步驟三、經(jīng)步驟二的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；步驟四、經(jīng)步驟三的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；步驟五、經(jīng)步驟四的濾液進(jìn)行冷卻結晶，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到氯化銨成品，濾液返回進(jìn)入三次濃縮系統。
2.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟一的分離劑為氯化鈉，按照廢水中銨根離子摩爾質(zhì)量的1：0.8～1.05投加氯化鈉，調節pH值的方法為向含銨鹽廢水中加入硫酸和氫氧化鈉，pH值調節范圍為6.5～7。
3.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟二濃縮液體積降至原廢水體積的20-50％，濃縮波美度要求為24-30波美度；步驟二的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟二的烘干溫度為150-400℃。
4.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟三濃縮液體積降至原廢水體積的5-20％，濃縮波美度要求為20-25波美度；步驟三的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟三的烘干溫度為150-400℃。
5.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟四濃縮液體積降至原廢水體積的5-10％，濃縮波美度要求為20-25波美度；步驟四的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟四的烘干溫度為150-400℃。
6.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟五冷卻結晶溫度為30-60℃；步驟五的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟五的烘干溫度為50-100℃。
7.如權利要求1所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟一使用的分離劑為復合分離劑，其成分包括：按重量份，15～20份氯化鈉粉末，5～8份氯化鈣粉末；復合分離劑的制備方法包括以下步驟：步驟S11、將氯化鈉和氯化鈣粉末混合均勻，得到混合粉末，將混合粉末投入至200～300份的醇溶液中后，以1050～2300r/min的轉速攪拌均勻后，加熱保溫至40～50℃，得到混合漿液；步驟S12、使用超聲分散儀對混合漿液進(jìn)行超聲分散，超聲分散頻率為50～60kHz，分散時(shí)間為30～40min，得到分散漿液，蒸發(fā)、濃縮、洗滌，得到固體混合物；在80～200℃下對固體混合物進(jìn)行干燥，粉碎得到10～200目的固體混合粉末；步驟S13、將步驟S12得到的固體混合粉末投入至煅燒爐中，進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500～600℃，煅燒時(shí)間為1.5～2h，煅燒時(shí)向煅燒爐內連續通入氮氣，氮氣通入速率為20～48sccm；得到混合煅燒物，將混合煅燒物進(jìn)行球磨，球磨介質(zhì)為氧化鋯球體，球磨得到200～300目的復合分離劑。
8.如權利要求7所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，所述步驟S11使用的醇溶液為甲醇溶液、乙醇溶液或乙二醇溶液中的一種，其中甲醇溶液質(zhì)量分數為65％，乙醇溶液質(zhì)量分數為60％，乙二醇溶液質(zhì)量分數為68％。
9.如權利要求7所述的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，其特征在于，按照廢水中銨根離子摩爾質(zhì)量的1：1.1～1.8投加復合分離劑，復合分離劑投入前，先用硫酸調節含銨鹽廢水的pH值至5～6；復合分離劑投入后，含銨鹽廢水中生成少量釩酸鈣沉淀，分離出釩酸鈣沉淀后再加入氫氧化鈉，調節溶液pH值至7，然后加入少量碳酸鈉去除濾液中多余鈣離子，碳酸鈉加入量為復合分離劑中氯化鈣粉末質(zhì)量的十分之一。
發(fā)明內容
本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現根據本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，包括以下步驟：
步驟一、向提釩后含銨鹽廢水中加入分離劑，并調節pH值；
步驟二、將步驟一預處理后的廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；
步驟三、經(jīng)步驟二的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；
步驟四、經(jīng)步驟三的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結晶，濃縮液波美度達到要求后進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到芒硝成品，洗滌液返回一次濃縮系統，濾液進(jìn)入下一工序；
步驟五、經(jīng)步驟四的濾液進(jìn)行冷卻結晶，過(guò)濾得到的晶體采用多級洗滌后烘干得到氯化銨成品，濾液返回進(jìn)入三次濃縮系統。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟一的分離劑為氯化鈉，按照廢水中銨根離子摩爾質(zhì)量的1：0.8～1.05投加氯化鈉，調節pH值的方法為向含銨鹽廢水中加入硫酸和氫氧化鈉，pH值調節范圍為6.5～7。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟二濃縮液體積降至原廢水體積的20-50％，濃縮波美度要求為24-30波美度；步驟二的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟二的烘干溫度為150-400℃。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟三濃縮液體積降至原廢水體積的5-20％，濃縮波美度要求為20-25波美度；步驟三的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟三的烘干溫度為150-400℃。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟四濃縮液體積降至原廢水體積的5-10％，濃縮波美度要求為20-25波美度；步驟四的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟四的烘干溫度為150-400℃。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟五冷卻結晶溫度為30-60℃；步驟五的洗滌劑為濃縮用蒸汽冷凝水，洗滌次數2-5次；步驟五的烘干溫度為50-100℃。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟一使用的分離劑為復合分離劑，其成分包括：按重量份，15～20份氯化鈉粉末，5～8份氯化鈣粉末；復合分離劑的制備方法包括以下步驟：
步驟S11、將氯化鈉和氯化鈣粉末混合均勻，得到混合粉末，將混合粉末投入至200～300份的醇溶液中后，以1050～2300r/min的轉速攪拌均勻后，加熱保溫至40～50℃，得到混合漿液；
步驟S12、使用超聲分散儀對混合漿液進(jìn)行超聲分散，超聲分散頻率為50～60kHz，分散時(shí)間為30～40min，得到分散漿液，蒸發(fā)、濃縮、洗滌，得到固體混合物；在80～200℃下對固體混合物進(jìn)行干燥，粉碎得到10～200目的固體混合粉末；
步驟S13、將步驟S12得到的固體混合粉末投入至煅燒爐中，進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500～600℃，煅燒時(shí)間為1.5～2h，煅燒時(shí)向煅燒爐內連續通入氮氣，氮氣通入速率為20～48sccm；得到混合煅燒物，將混合煅燒物進(jìn)行球磨，球磨介質(zhì)為氧化鋯球體，球磨得到200～300目的復合分離劑。
優(yōu)選的是，其中，所述步驟S11使用的醇溶液為甲醇溶液、乙醇溶液或乙二醇溶液中的一種，其中甲醇溶液質(zhì)量分數為65％，乙醇溶液質(zhì)量分數為60％，乙二醇溶液質(zhì)量分數為68％。
優(yōu)選的是，其中，按照廢水中銨根離子摩爾質(zhì)量的1：1.1～1.8投加復合分離劑，復合分離劑投入前，先用硫酸調節含銨鹽廢水的pH值至5～6；復合分離劑投入后，含銨鹽廢水中生成少量釩酸鈣沉淀，分離出釩酸鈣沉淀后再加入氫氧化鈉，調節溶液pH值至7，然后加入少量碳酸鈉去除濾液中多余鈣離子，碳酸鈉加入量為復合分離劑中氯化鈣粉末質(zhì)量的十分之一。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
1、本發(fā)明提釩廢水處理的基礎上，改變含鹽廢水的處置方式，僅使廢水中的硫酸鹽可以回收利用，生產(chǎn)出的芒硝和氯化銨符合國家標準。
2、實(shí)現了廢水的綜合循環(huán)利用，實(shí)現“三廢”零排放，符合現代新型綠色安全環(huán)�；て髽I(yè)的要求。
3、同時(shí)，本發(fā)明減少了含銨廢鹽堆存對環(huán)境的污染風(fēng)險。
4、本發(fā)明提供的提釩后含銨鹽廢水綜合利用的方法，使用由氯化鈉和氯化鈣組成的復合分離劑對含銨鹽廢水進(jìn)行分離預處理，氯化鈣將未完全提取的少量釩元素分離，極大的提高了釩元素的提取率；隨后加入碳酸鈉將余量的鈣離子去除，使得溶液中不含鈣離子。并且復合分離劑的制備方法中，先將氯化鈉粉末、氯化鈣粉末投入至醇溶液中，并使用超聲分散儀對混合漿液進(jìn)行超聲分散，提高了混合漿液中氯化鈣與氯化鈉混合的均勻度，使得混合漿液具有較高的分散性，避免了氯化鈉和氯化鈣在混合漿液中發(fā)生團聚；最后使用煅燒、球磨的方式對經(jīng)過(guò)分散的固體混合粉末進(jìn)行處理，煅燒的方式使得固體混合粉末具有較好的抗剪切力力學(xué)性能，便于充分后續過(guò)程中對固體混合粉末進(jìn)行充分的球磨粉碎，從而得到更均勻、粒徑更小的混合粉末。經(jīng)過(guò)上述方式制備得到的復合分離劑，在加入至含銨鹽廢水中后可以充分與廢水反應，從而提高芒硝、氯化銨的轉化率。
5、本發(fā)明使用氯化鈉作為分離劑，向含銨鹽廢水中加入氯化鈉后，增加了廢水中硫酸鈉的含量，便于后續濃縮結晶過(guò)程中，芒硝大量、快速的析出，從而增加芒硝的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率。
（發(fā)明人：肖棱;白禮太;顧建強;楊輝;何旭;袁小超）
