1背景

　　釩、鉻廢水是釩渣經(jīng)鈉化焙燒-浸出過濾-酸性銨鹽沉釩等工藝生產(chǎn)釩氧化物過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水，其五價(jià)釩含量50×10-6~100×10-6，六價(jià)鉻含量更是高達(dá)500×10-6~1000×10-6，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越國(guó)度排放規(guī)范。高價(jià)釩、鉻化合物作為重度污染物，如外排或走漏，會(huì)對(duì)水體、土壤環(huán)境形成極大污染，嚴(yán)重危及人體安康，同時(shí)形成金屬資源的糜費(fèi)。

　　目前，處置該種廢水較為有效的辦法有：

　　(1)復(fù)原中和沉淀法，向沉釩廢水中參加復(fù)原劑(如焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等)，使五價(jià)釩、六價(jià)鉻離子全部復(fù)原為三價(jià)，再向復(fù)原后的廢水溶液中參加堿液，中和廢水溶液同時(shí)使鉻、釩離子構(gòu)成水合物從廢水溶液中沉淀出來。該辦法設(shè)備簡(jiǎn)單、處置量較大，但存在釩鉻回收率低、沉淀廢渣無法直接回收釩鉻有價(jià)元素、藥劑參加量準(zhǔn)確操控難度大、藥劑耗費(fèi)量大、處置周期長(zhǎng)、處置本錢較高等缺陷。

　　(2)常規(guī)離子交流法，即便用離子交流樹脂回收提釩廢水中的陰離子組分，回收提釩廢水中的釩、鉻。該辦法工藝道路簡(jiǎn)單、釩鉻吸附率較高，但仍存在許多難以逃避的缺陷。含有釩、鉻的解析液富集液采用傳統(tǒng)的銨沉工藝：即銨鹽沉釩、過濾、濾餅煅燒可得純度為99.8%的V2O5產(chǎn)品。沉釩上清液經(jīng)復(fù)原、中和沉鉻、過濾、來處置，該過程不只重新帶來了氨氮廢水，并且不能完成鉻的資源化應(yīng)用。

　　針對(duì)現(xiàn)有的含釩、鉻工業(yè)廢水處理工藝的缺陷，提供一種含釩鉻廢水有價(jià)元素資源化應(yīng)用技術(shù)計(jì)劃，該辦法快速、高效、本錢低，能夠在真正意義上完成釩、鉻有價(jià)元素產(chǎn)品化回收應(yīng)用。

　　2、技術(shù)道路

　　鋇、鉻廢水處置工藝技術(shù)道路見圖1。

　　3、工藝研討

　　3.1 實(shí)驗(yàn)步驟

　　(1)吸附。

　　采用吸附介質(zhì)對(duì)含釩、鉻廢水的中的釩、鉻離子實(shí)施吸附，得到含有釩、鉻離子的吸附介質(zhì);

　　(2)解析。

　　對(duì)步驟(1)得到的含有釩、鉻離子的吸附介質(zhì)參加解析劑實(shí)施解析，得到解析液，解析后吸附介質(zhì)能夠反復(fù)應(yīng)用;

　　(3)沉釩。

　　向解析液中參加堿性物質(zhì)攪拌平均后過濾，得到釩酸鈣產(chǎn)品及沉釩上清液;

　　(4)鉻結(jié)晶。

　　將步驟(3)得到的沉釩上清液實(shí)施蒸發(fā)濃縮和冷卻結(jié)晶得到鉻酸鈉粗品與結(jié)晶母液;

　　(5)重結(jié)晶。

　　對(duì)步驟(4)得到的鉻酸鈉粗品實(shí)施加熱溶解，冷卻結(jié)晶得到鉻酸鈉產(chǎn)品和冷卻結(jié)晶母液;

　　(6)結(jié)晶母液返回。

　　對(duì)步驟(4)、(5)得到的結(jié)晶母液返回步驟(2)作為解析液配料反復(fù)應(yīng)用。

　　3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　(1)溫度對(duì)樹脂飽和吸附量的影響(見圖2)由圖2可知，隨溫度升高，該樹脂釩吸附才能先升高后降低，鉻吸附才能逐步升高，但趨向趨于平緩，因而，最優(yōu)吸附溫度為30~40℃。

　　(2)NaOH濃度對(duì)鈣化沉釩率的影響鈣化反響生成大量NaOH，溶液中初始釩酸鈉越高，生成的NaOH濃度越高，NaOH濃渡過高會(huì)障礙鈣化反響的實(shí)施。實(shí)踐生產(chǎn)中反響初始溶液呈中性，隨著反響的實(shí)施，溶液中NaOH濃度升高。實(shí)驗(yàn)經(jīng)過調(diào)理釩酸鈉參加量，將其換算成為理論反響終點(diǎn)NaOH濃度。

　　分別配制不同NaOH終點(diǎn)濃度的釩酸鈉溶液實(shí)施反響，反響條件為：鈣釩比為1.2，反響溫度為95℃，反響時(shí)間2h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。由圖中能夠看出，隨著NaOH濃度的增加，沉釩率逐步降低，當(dāng)NaOH濃度低于190g/L時(shí)，沉釩率均在92%以上。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，NaOH濃度大于160g/L時(shí)，反響后物料粘度較大，含水率高，固液別離艱難，影響收率和工作效率。因而，終點(diǎn)NaOH濃度應(yīng)小于160g/L。

　　(3)CaO參加量對(duì)沉釩率的影響

　　鈣釩比是指氧化鈣含鈣物質(zhì)的量與釩酸鈉中釩物質(zhì)的量的比值。

　　控制反響條件：NaOH終點(diǎn)濃度150g/L，反響溫度95℃，反響時(shí)間2h，調(diào)查鈣釩比對(duì)沉釩率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。隨著氧化鈣參加量的增加鈣化沉釩轉(zhuǎn)化率逐步升高，參加至液相中釩物質(zhì)的量的1.8倍后趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增加氧化鈣將使得釩酸鈣中鈣含量增加而釩含量降落，使得后續(xù)銨化轉(zhuǎn)型碳銨耗費(fèi)量增加。因而，最佳鈣釩比為1.8。

　　(4)反響溫度及時(shí)間對(duì)沉釩率的影響

　　控制反響條件：NaOH終點(diǎn)濃度150g/L，鈣釩比1.8，調(diào)查反響溫度和反響時(shí)間對(duì)沉釩率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。隨反響溫度升高及反響時(shí)間延長(zhǎng)鈣化沉釩轉(zhuǎn)化率逐步升高，最優(yōu)反響條件為：反響溫度80℃，反響時(shí)間20min，最優(yōu)鈣化沉釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%。

　　(5)堿度對(duì)鉻酸鈉結(jié)晶的影響(見圖6)

　　隨堿濃度升高，鉻酸鈉結(jié)晶率逐步升高，但結(jié)晶質(zhì)量逐步降落，堿夾帶增加，最優(yōu)堿度選擇400g/L，鉻酸鈉結(jié)晶率58%，產(chǎn)品純度可達(dá)94%，滿足工業(yè)應(yīng)用請(qǐng)求，剩余鉻酸鈉可在后續(xù)循環(huán)結(jié)晶析出，不影響總體收率。

　　綜上所述，釩酸鈉晶體鈣化沉釩最佳工藝條件為NaOH終點(diǎn)濃度160g/L，鈣釩比1.8，反響溫度80℃，反響時(shí)間20min。

　　4、結(jié)論

　　經(jīng)過上述工藝施行可完成含釩鉻廢水有價(jià)元素資源化應(yīng)用，應(yīng)用解析液制備釩酸鈣、鉻酸鈉兩種終端產(chǎn)品，并完成結(jié)晶母液中堿介質(zhì)循環(huán)應(yīng)用。