專利名稱：一種提釩廢水零排放工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以離子交換樹脂為吸附劑處理液體的分離方法，特別是一種提釩廢水 零排放工藝，具體的說，是以離子交換樹脂吸附提釩廢水中的釩鉻離子，而后采用結(jié)晶法去 除其中的鈉鹽，實現(xiàn)提釩廢水零排放。
背景技術(shù)：
釩渣提釩是生產(chǎn)五氧化二釩的主要方法。以霧化釩渣或轉(zhuǎn)爐釩渣為原料，采用鈉 化培燒、水浸、酸性釩鹽沉釩的工藝時，每生產(chǎn)一噸五氧化二釩要排出約60m3提釩廢水。提 釩廢水中所含Cr6+和V5+ —方面對人體有致毒作用，會抑制水生物和農(nóng)作物的生長；另一方 面殘余的釩和鉻是有價值的重要元素。常見提釩廢水處理方法有硫酸亞鐵一石灰法，該方法設(shè)備簡單，處理量大、脫釩 效果好(V < 0. lmg/1)，但處理過程渣量大，收集干化困難，且無法回收釩，鉻等；鐵屑一石 灰法，該法能以廢治廢，處理成本低，但凈水能力較差，只適合處理低濃度廢水，也不具備回 收功能；二氧化硫法，該法可以回收釩鉻，而且實現(xiàn)廢水的零排放，但有工藝復(fù)雜、占用設(shè)備 多、能耗大等缺點。提釩工業(yè)廢水既是危害極大的污染源，又是有一定價值的二次資源。為此，本發(fā)明 針對現(xiàn)有的提釩廢水處理工藝的缺點，采取切實有效的技術(shù)措施，開發(fā)出一種可以根治提 釩廢水污染的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的提釩廢水處理工藝的缺點，采取切實有效的技術(shù)措施，開發(fā)出 一種可以根治提釩廢水污染的新工藝，即一種提釩廢水零排放工藝。新工藝采用D301樹脂吸附，可以有效的回收提釩廢水殘留的釩、鉻，濾液結(jié)晶后 還可以回收利用其中的鹽，能耗低，工藝操作簡單，能達到提釩尾液全部返回循環(huán)使用，實 現(xiàn)廢水零排放，徹底解決提釩廢水處理的問題。D301樹脂，又稱苯乙烯系大孔型弱堿性陰離子交換樹脂，功能基_N(CH3) 2，外觀 通常為乳白色不透明球狀顆粒。D301樹脂是在大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯-二乙烯苯共聚體上主 要帶有叔胺基[-N(OK) 2]的陰離子交換樹脂。其堿性較弱，能在酸性近中性介質(zhì)中有效地 交換無機酸及硅酸根，并能吸附分子尺寸較大的雜質(zhì)以及在非水溶液中使用。該樹脂具有 再生效率高、交換容量大、抗污染能力強、機械強度好的優(yōu)點。D301樹脂，也稱功能基為N， N-二甲基胺基的苯乙烯系大孔型弱堿性陰離子交換樹脂。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種提釩廢水零排放工藝，其特征在于，采用D301樹脂作為吸附介質(zhì)吸附釩離子 和鉻離子。一種提釩廢水零排放工藝，其特征在于，包括以下步驟①將提釩廢水用中和劑進行中和，得到提釩廢水中和液；
②采用D301樹脂作為吸附介質(zhì)對提釩廢水中和液中的釩鉻離子進行吸附，得到 吸附后D301樹脂和吸附后尾液；③對吸附后D301樹脂進行解吸，得到解析后D301樹脂，并將解析出的釩鉻進行回 收；對吸附后尾液通過冷凍結(jié)晶獲得芒硝析出結(jié)晶液；④對芒硝析出結(jié)晶液進行過濾，得到芒硝和過濾芒硝后的第一母液，并將第一母 液返回提釩工藝的浸出工序；⑤對芒硝進行加熱熔化并過濾，得到元明粉和過濾元明粉后的第二母液，并將第 二母液返回步驟③中的吸附后尾液中。所述對吸附后尾液通過冷凍結(jié)晶包括在自然冷凍條件下結(jié)晶析出芒硝，即 Na2SO4 · IOH2O0所述解析后D301樹脂，利用再生劑進行再生，以重新作為吸附介質(zhì)。D301樹脂作為吸附介質(zhì)之前，包括D301樹脂預(yù)處理以除去吸附于樹脂上的可溶 性雜質(zhì)和/或D301樹脂轉(zhuǎn)型以使樹脂轉(zhuǎn)為OH型。所述中和劑采用Na2C03。D301樹脂預(yù)處理包括去離子水浸泡，NaOH液堿洗和HCI液酸洗。D301樹脂轉(zhuǎn)型包括D301樹脂在NaOH液轉(zhuǎn)型劑中進行一定時間內(nèi)的振蕩過程。利用再生劑進行再生包括在NaOH液再生劑中進行一定時間內(nèi)和一定溫度范圍內(nèi) 的振蕩過程。所述在自然冷凍條件下結(jié)晶析出芒硝，其自然冷凍溫度為10°C 士 1°C。本發(fā)明的優(yōu)點如下本發(fā)明是從提釩后的尾液切入的，有以下幾個優(yōu)點①提高了釩鉻的回收率；② 在自然溫度下實現(xiàn)冷凍結(jié)晶，能耗低；③無廢氣異味產(chǎn)生；④實施容易，操作方便。本發(fā)明的技術(shù)效果如下采用D301樹脂吸附可有效地回收提釩廢水中殘留的釩鉻，吸附后尾液含釩不超 過ang/L，釩回收率高(彡99. 5%)，含鉻不超過111^/1，鉻回收率高(彡99.9(%)吸附后尾 液經(jīng)冷凍結(jié)晶后可以返回浸出液。D301樹脂吸附釩容量高(112.4克釩/升濕樹脂)，用氫 氧化鈉溶液易解吸且解吸液濃度高可返回做吸附劑。


圖1是提釩廢水回收利用工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開了 一種提釩廢水零排放工藝，即提釩廢水加入碳酸鈉中和后， 采用D301樹脂進行吸附，回收廢水中的釩鉻離子，余水在自然冷凍條件下結(jié)晶析出 Na2SO4 - IOH2O,過濾后濾液可返回浸出工序，實現(xiàn)提釩廢水零排放。本發(fā)明將D301弱堿性 陰離子應(yīng)用于提釩廢水中釩鉻離子的吸收，使得提釩廢水的處理相對于以往的工藝變得很 簡單、易操作；此外本發(fā)明利用北方的氣候，采用自然冷凍結(jié)晶回收提釩廢水中的硫酸鈉， 濾后水溶液返回相對于以往的工藝，此發(fā)明能耗低，可實現(xiàn)廢水零排放，對環(huán)境污染很小， 是一條綠色清潔的廢水綜合利用工藝，適合于一定規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
這是一種提釩廢水零排放的新工藝，方式為提釩廢水加入碳酸鈉中和后， 采用D301樹脂進行吸附，回收廢水中的釩鉻離子，余水在自然冷凍條件下結(jié)晶析出 Na2SO4 · IOH2O,過濾后濾液可返回浸出工序，芒硝(Na2SO4 · IOH2O)經(jīng)加熱融化后，得到元明 粉(Na2SO4)，余水返回冷凍結(jié)晶工序，實現(xiàn)提釩廢水零排放。提釩廢水中和劑采用Na2C03。提 釩廢水吸附劑為D301樹脂，為大孔型弱堿性陰離子交換樹脂，功能基是N，N-二甲基胺基的 苯乙烯系。D301樹脂在吸附之前，需進行預(yù)處理和轉(zhuǎn)型。預(yù)處理采用去離子水沖洗3次后， 再用4倍量去離子水浸泡16小時，去水后加入4倍量lmol/L的NaOH，在溫度為時，振 蕩除去堿液，水洗至加酚酞為無色，再加入lmol/L的HCI在同樣條件下振蕩除去酸液，用去 離子水沖洗樹脂直至加入甲基橙終點變黃色，重復(fù)處理兩次為止。轉(zhuǎn)型劑為lmol/L的NaOH 溶液，振蕩2小時，使樹脂轉(zhuǎn)為OH型，再用去離子水洗至加酚酞為無色后備用。吸附后余水 相采用自然冷凍結(jié)晶，析出芒硝(Na2SO4 · IOH2O),自然冷凍溫度為10°C (士 1°C)。過濾芒 硝后的母液返回浸出工序。D301樹脂再生劑采用lmol/L的NaOH溶液，在^SK的溫度下， 振蕩1小時，即可再生完全，再用去離子水洗至加酚酞為無色備用。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下離子交換樹脂是一種有機物合成的不溶性高分子化合物，在樹脂的結(jié)構(gòu)上有很多 活性基團，具有較強的反應(yīng)活性。通常，將離子交換樹脂制成球形、薄膜狀或纖維狀。利用 樹脂的離子交換作用，來交換廢水中的離子化的溶質(zhì)，多用在回收和處理重金屬的廢水中。由于離子交換樹脂對于水中各種離子吸附的能力并不相同，對于其中一些離子很 容易被吸附而對另一些離子卻很難吸附，被樹脂吸附的離子在再生的時候，有的離子很容 易被置換下來，而有的卻很難被置換。離子交換樹脂所具有的這種性能稱為選擇性能。D301樹脂是功能基為N，N- 二甲基胺基的苯乙烯系大孔型弱堿性陰離子交換樹 脂。具有再生效率高、堿耗、水耗低、交換容量大等優(yōu)點，它的性能指標(biāo)見表1表1大孔陰離子樹脂D301的性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種提釩廢水零排放工藝，其特征在于，采用D301樹脂作為吸附介質(zhì)吸附釩離子和鉻離子。
2.一種提釩廢水零排放工藝，其特征在于，包括以下步驟①將提釩廢水用中和劑進行中和，得到提釩廢水中和液；②采用D301樹脂作為吸附介質(zhì)對提釩廢水中和液中的釩鉻離子進行吸附，得到吸附 后D301樹脂和吸附后尾液；③對吸附后D301樹脂進行解吸，得到解析后D301樹脂，并將解析出的釩鉻進行回收； 對吸附后尾液通過冷凍結(jié)晶獲得芒硝析出結(jié)晶液；④對芒硝析出結(jié)晶液進行過濾，得到芒硝和過濾芒硝后的第一母液，并將第一母液返 回提釩工藝的浸出工序；⑤對芒硝進行加熱熔化并過濾，得到元明粉和過濾元明粉后的第二母液，并將第二母 液返回步驟③中的吸附后尾液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，所述對吸附后尾液通過 冷凍結(jié)晶包括在自然冷凍條件下結(jié)晶析出芒硝，即Na2SO4 · IOH2O0
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，所述解析后D301樹脂，利 用再生劑進行再生，以重新作為吸附介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，D301樹脂作為吸附介質(zhì) 之前，包括D301樹脂預(yù)處理以除去吸附于樹脂上的可溶性雜質(zhì)和/或D301樹脂轉(zhuǎn)型以使 樹脂轉(zhuǎn)為OH型。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，所述中和劑采用Na2C03。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，D301樹脂預(yù)處理包括去 離子水浸泡，NaOH液堿洗和HCI液酸洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，D301樹脂轉(zhuǎn)型包括D301 樹脂在NaOH液轉(zhuǎn)型劑中進行一定時間內(nèi)的振蕩過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，利用再生劑進行再生包 括在NaOH液再生劑中進行一定時間內(nèi)和一定溫度范圍內(nèi)的振蕩過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩廢水零排放工藝，其特征在于，所述在自然冷凍條件下 結(jié)晶析出芒硝，其自然冷凍溫度為10°c 士 1°C。
全文摘要
一種提釩廢水零排放工藝，可以有效的回收提釩廢水殘留的釩、鉻，濾液結(jié)晶后還可以回收利用其中的鹽，能耗低，工藝操作簡單，能達到提釩尾液全部返回循環(huán)使用，實現(xiàn)廢水零排放，徹底解決提釩廢水處理的問題，其特征在于，采用D301樹脂作為吸附介質(zhì)吸附釩離子和鉻離子。
文檔編號C02F9/04GK102070265SQ20101057048
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者侯娜娜, 劉彥華, 劉雪冬, 李培佑, 李士琦 申請人:北京能泰高科環(huán)保技術(shù)有限公司