含钒、铬废水处理方法
申请日期：2015.01.06
公佈（公告）日期 2015.04.29
IPC分类编号C02F9/10;/14;/00
概括
本发明涉及一种含钒含铬废水的处理方法，包括以下步骤：1）吸附：利用吸附介质吸附含钒含铬废水中的钒和铬离子；2）分析：向步骤1）得到的含有钒和铬离子的吸附介质中加入分析剂进行分析；3）钒沉淀：向分析液中加入碱性物质，搅拌均匀，过滤，得钒酸钙产品和钒沉淀上清液；4）铬结晶：将钒沉淀上清液蒸发浓缩、冷却结晶，得铬酸钠粗品和结晶母液；5）重结晶：将铬酸钠粗品加热溶解、冷却结晶，得铬酸钠产品和冷却结晶母液； 6)结晶母液返回：结晶母液返回步骤2)，作为分析液成分重新利用。本发明实现了废水中钒、铬元素的回收率达到99.9%以上，同时得到高纯度的钒酸钙和铬酸钠，整个过程不产生废水、废渣。
索赔
1.一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)吸附：利用吸附介质吸附含钒铬废水中的钒和铬离子，得到含有钒和铬离子的吸附介质；
2)分析：向步骤1)得到的含钒、铬离子的吸附介质中添加分析剂，得到分析溶液，分析完成后吸附介质可重复使用；
3）钒沉淀：在分析溶液中加入碱性物质，搅拌均匀，过滤，得钒酸钙产品和钒沉淀上清液；
4)铬结晶：将步骤3)所得上清液蒸发浓缩，然后自然冷却至25-45℃，搅拌结晶1-4h，得粗铬酸钠和结晶母液；
5)重结晶：将步骤4)所得粗铬酸钠加入水中，控制铬酸钠浓度为300-500g/L，加热至60-100℃溶解，自然冷却至25-45℃，结晶1-4小时，得铬酸钠产品和结晶母液；
6)结晶母液返回：将步骤4)和5)得到的结晶母液返回至步骤2)中重新作为分析溶液的组分。
2.根据权利要求1所述的一种处理含钒铬废水的方法，其特征在于步骤1)中吸附介质为阴离子交换树脂或阴离子交换纤维中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种处理含钒铬废水的方法，其特征在于：所述的阴离子交换纤维为聚丙烯接枝苯乙烯再接枝季胺基得到的产物。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于步骤2)中解吸温度为20-80℃。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于步骤2)中所述分析剂为1-5mol/L的NaOH水溶液。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于步骤3)中碱性物质为氧化钙、氢氧化钙粉末或氢氧化钙浆液中的任意一种；其加入量为分析溶液中钒元素物质的量：碱性物质中钙元素物质的量=0.8:1-1.2:1。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于步骤3)中搅拌反应温度为40-100℃，搅拌反应时间为0.5-4h。
8.根据权利要求1至3任一项所述的含钒铬废水的处理方法，其特征在于步骤4)中蒸发浓缩是指将沉钒上清液蒸发至氢氧化钠浓度为40～45wt％。
9.根据权利要求8所述的含钒铬废水的处理方法，其中步骤3)中钒酸钙产品纯度为95%以上，步骤5)中铬酸钠产品纯度为98%以上。
10.根据权利要求9所述的一种含钒铬废水的处理方法，其特征在于：步骤1)中的含钒铬废水是指含五价钒和六价铬的废水。
手动的
一种含钒铬废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水的处理方法，特别涉及一种含钒、铬废水的处理方法。
背景技术
钒铬废水是钒氧化物经钠化焙烧、钒渣浸出过滤、酸性铵盐沉淀等工艺生产过程中产生的工业废水，其五价钒含量约为50ppm-，六价铬含量高达10-20%，远远超过国家排放标准。高价钒铬化合物作为重污染物，如果排放或泄漏，将对水体、土壤环境造成极大污染，对农作物造成严重危害，严重危害人体健康，同时造成金属资源的浪费。
目前处理该类废水比较有效的方法有：（1）还原中和沉淀法。专利申请号2.0公开了在沉钒废水中加入还原剂（如焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等）将五价钒和六价铬离子全部还原为三价，再在还原后的废水溶液中加入碱溶液中和废水溶液，同时使铬和钒离子形成水合物从废水溶液中沉淀出来。此法设备简单，处理量大，但存在钒、铬回收率低，不能直接从沉淀废渣中回收钒、铬有价元素，投加试剂量控制难度大，试剂消耗量大，处理周期长，处理成本高等缺点。（2）常规离子交换法，即利用离子交换树脂回收提钒废水中的阴离子组分，是一种回收提钒废水中钒、铬的新工艺。 该方法工艺路线简单，钒铬吸附率高，但仍存在许多难以避免的缺点。含钒铬富集液采用传统的铵盐沉淀工艺：铵盐沉淀钒、过滤、滤饼煅烧，得到纯度99.8%的V2O5产品。沉淀钒上清液经还原、中和沉淀铬、过滤等处理。该工艺不仅回用了氨氮废水，而且未能实现铬的资源化利用。
发明内容
本发明针对现有含钒铬废水处理工艺的缺陷，提供了一种处理含钒铬废水的方法，该方法快速、高效、成本低廉，还能实现真正意义上的钒铬有价元素的回收利用。
本发明的目的是提供一种含钒铬废水的处理方法，包括以下步骤：
1)吸附：利用吸附介质吸附含钒、铬废水中的钒和铬离子，得到含有钒和铬离子的吸附介质；
2)分析：向步骤1)得到的含钒、铬离子的吸附介质中添加分析剂，得到分析溶液，分析完成后吸附介质可重复使用；
3）钒沉淀：在分析溶液中加入碱性物质，搅拌均匀，过滤，得到钒酸钙产品和钒沉淀上清液；
4)铬结晶：将步骤3)所得上清液蒸发浓缩，然后自然冷却至25-45℃，搅拌结晶1-4h，得粗铬酸钠和结晶母液；
5)重结晶：将步骤4)所得粗铬酸钠加入水中，控制铬酸钠浓度为300-500g/L，加热至60-100℃溶解，自然冷却至25-45℃，结晶1-4小时，得铬酸钠产品及结晶母液；
6)结晶母液返回：将步骤4)和5)得到的结晶母液返回到步骤2)中重新作为分析溶液的组分。
本发明中，步骤1)中吸附介质为阴离子交换树脂或阴离子交换纤维中的任意一种；优选的，吸附介质为强碱性阴离子交换树脂D201。
本发明中，阴离子交换纤维为聚丙烯接枝苯乙烯，再接枝季胺基得到的产物。
本发明中，步骤2)中分解温度为20-80℃。
本发明中，步骤2)中分析剂为1-5mol/L NaOH水溶液。
本发明中，步骤3)中碱性物质为氧化钙、氢氧化钙粉末或氢氧化钙浆料中的任意一种；其加入量为分析溶液中钒元素物质的量:碱性物质中钙元素物质的量=0.8:1～1.2:1。
本发明中，步骤3)中搅拌反应温度为40-100℃，搅拌反应时间为0.5-4h。
本发明中，步骤4)中的蒸发浓缩是指将钒沉淀的上清液蒸发至氢氧化钠浓度为40～45wt％。
本发明中，步骤3)中钒酸钙产品纯度为95%以上，步骤5)中铬酸钠产品纯度为98%以上。
本发明采用阴离子交换树脂或阴离子交换纤维作为吸附介质，分步完全吸附或选择性吸附提钒废水中的高价钒、铬离子，其有益效果是：
（1）对钒、铬的吸附率高，吸附速度快；能有效分离钒、铬组分，回收有价元素，且所得钒、铬元素均可按国家标准产品直接销售，整个过程无废水、废渣产生。
（2）采用离子交换纤维或树脂，吸附选择性较好，对高价态的钒、铬离子有较强的吸附能力，可使吸附后尾液中钒、铬含量降低至0.5mg/L以下，钒、铬回收率可达99.9%以上，达到国家排放标准。
（3）所采用的离子交换纤维耐温性能更强，可保证在100℃下长期使用而不膨胀、不断裂，因此在应用过程中无需对废水进行冷却，降低了能耗。
(4)本发明采用钒酸钙沉淀法和铬酸钠结晶法，将分析液中的钒、铬组分分离，分离后得到的相应钒酸钙产品纯度达95%以上，可直接作为冶炼钒铁的原料；重结晶后的铬酸钠纯度达98%以上。结晶液作为分析液循环使用，不仅实现了有价元素的综合利用，而且整个过程无废水、废渣，符合绿色清洁生产的要求。