含钒废水净化回收技术研究_蔡靖远

第13卷第6期1992年12月上海金属(有色分册)场.6SHAGNAHIMEASTL(NonfeousrrFas`ieule)Vol.13Dee.,含钒废水净化回收技术研究蔡靖(上海第二冶炼厂,远上海,201600)摘要本文讨论了五氧化二饥生产过程中所排出废水的处理方法。认为采用焦亚硫酸钠及硫酸亚铁联合还原中和法为最佳,其技术关键为联合还原剂投料比、pH值、时间及含机污泥提机。年处理18万叱废水,可消除80余叱Cr斗6、V、Cu等重金属离子污染黄浦江上游水源,能回收粗红机和含机污泥提机,使金属回收率提高4%。【关键词】废水净化机五氧化二机一前言五氧化二钒是我厂主要产品之一,是重点创汇的上海市优质产品。由于生产五氧化二钒的原料钒渣产地不同,有攀钢、承钢、马钢钒渣、湖南、江西钒矿等国产原料;也有美国、苏联、南非、新西兰、西德等国外进口的钒渣,其杂质含量不一样,所排放的废水中污染物组份复杂多变,处理方法也各不相同。五氧化二钒在生产过程中排放出大量的含钒、铬等重金属废水,是一种对机体有多种作用的毒物。对含钒废水进行了环保方面的试验和研究。一九八四年以来,进行了如下几项实验工作:(l)离子交换法净化回收含钒废水D202法[’〕。(2)国内钒渣生产中钒废水治理与回收的技术研究和探索—71强碱性阴离子交换树脂处理法。(3)采用亚硫酸钠还原中和法处理含高铬钒废水技术的研究I’]。(4)采用焦亚硫酸钠还原中和法处理含高铬废水技术的研究。(5)采用硫酸亚铁一焦亚硫酸钠还原中和法处理含钒废水的研究,经过几个子课题试验研究,不同废水采用适当处理技术,处理后的废水中Cr十6<0.5mg/l,Cr+3<2mg/l,V(smg/l,Cu(lmg/l,Mn<5mgl/,达到上海市科委下达指标。根据进口钒渣中含高铬钒废水的特点,通过试验比较,采用焦亚硫酸钠还原中和工艺是可行的。残液中钒铬含量均大大低于上级下达的指标规定,废水中铬的去除率”%以上,钒的回收率97.5%,年产18万m3含高铬钒的废水得到了治理。避免了年八十吨铬、钒、铜、锰等污染黄浦江上游水源,而且可少交排污费50余万元。1957~1990年的四年中从废水中回收低品位红钒204吨,从含钒污泥中提取五氧化二钒132吨,增加税利1144万元,提高金属回收率4%,取得了明显DOI:10.13258/j.cnki.snm.1992.06.004第6期含钒废水净化回收技术研究13的经济效益和社会效益。二实验原理、工艺流程1.钒在水溶液中存在状态钒在溶液中存在状态取决于溶液的酸度,随着H离子浓度的增加,多钒酸根中的氧逐渐被H离子夺走而使酸根中钒与氧的比值依次下降;当pH<1时,溶液中主要是V02斗离子存在。其聚合平衡如下:3V207一礴+6H千共二兰2V30。一“+3H20(PH)8.4)zoV30。一“+iZH+共井兰3V:。0瑟+6H:O(8>PH>3)〔HV,。0::〕一“+H十二之〔HV工。02。〕一“〔HV,。0::」一“+H+二`乏仁HZV工。02。〕一`[HZVz。0:8〕一`+i4H+共二乏IOVO:++SH:0(pH(3)另外,钒酸根离子在溶液中聚合的情况除了与pH有密切的关系外,钒酸根离子浓度的大小也是一个重要因素。根据Pope等人工作图s[J(图1),可查出:一般含钒废水中V:0。的含量为100~200mg/l,则钒在图中虚线附近,当pH<2时,钒主要以VOZ十形态存在,当4>pH>2时,钒以VO:`、HV,。0扮、HZV,。0扩等形态存在,但主要ACM、、”丫一长、一。`一’{一。`一’F以阴离子存在。当pH>4时,钒则以HV:。0矿、V30。一3、V`0衬……等阴离子形态存在。铬在溶液中总以Cro。及含氧酸根Cro犷2、Cr207一“等阴离子形态存在,均属六价化合物,而以Cr少存在的低价铬极微量。废水中的V土后、Cr土“绝大部都以阴离子状态存在。2。离子交换原理离子交换剂具有选择性,对于强碱性阴离子树脂的选择顺序为:504一“)C:0`一2)I一>N03一>Cr04一“>Br一>SCN一>Ce一>CI->HC00一>CH3C00一>F-在本试验的含钒废水中,除了钒酸根、铬酸根等阴离子外,还存在大量氯根cl一。从选择性次序看,氯根影响不大,根据离子交换势相同不发生交换反应的原理,选用cl一型阴离子交换树脂来处理含钒铬废水比较适合。3。还原中和法原理焦亚硫酸钠与亚硫酸钠其氧化数均为四价,利用低价态的硫的含氧酸盐,将六价铬还原为三价铬,五价钒还原为四价钒,而低价的硫或亚铁本身被氧化为更高的化合价。Cr+“+3e二Cr土35+,一ne=S(,+”)十V+6+e二V+4Fe十2一e二Fe+s还原反应在酸性条件下迸行,随着反应的进行,要消耗酸,pH会不断升高。在进口钒渣生产V20。产品时,采用焦亚