申请日2016.06.21
公开(公告)日2016.09.07
IPC分类号C02F9/10; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种湿法铬冶金的废水处理工艺，包括如下的步骤：废水进入到脱氨反应器，提取氢氧化铬，采用阴离子树脂吸附钒离子，铬离子，连接到脱氮反应器连接，含钠离子废水通过管道进入到三效多级蒸发器，连接到高温蒸发结晶器，进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，进入电渗析设备，进入到钠滤膜过滤，进入到反渗透膜，本发明一种湿法铬冶金的废水处理工艺，能够还原高价铬离子，同时实现了硫酸钠钠盐产品的制备，并且确保污水排放达标。
权利要求书
1.一种湿法铬冶金的废水处理工艺，其特征在于，包括：如下的步骤：
第一步：将湿法铬合金废水通过牵引泵引入到脱氨反应器，在脱氨反应器内加入NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH +NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：(NH4)2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O，使得废水中的铵盐转变微游离氨，从废水中逸出，液体部分为没有脱氨的废水;
第二步：提取氢氧化铬，把废水转移到反应釜，用硫酸调节废水的PH数值,并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使得六价C转换为三价Cr,然后加入氢氧化钠，使得PH数值保持在7-8，在温度40摄氏度到50摄氏度条件下进行搅拌，反应30分钟，当总铬的浓度小于0.05克每升，用泵将反应釜的废水输送到板框过滤机进行固体液体分离，固体为氢氧化铬产品;
第三步：采用阴离子树脂进一步吸附钒离子，铬离子;
第四步：将脱铬废水内含有氯化钠和硫酸钠的水溶液通过管道连接到脱氮反应器连接，在脱氮反应器上设置了次氯酸钠添加器，使得含有NH3在游离气态条件下与NACLO反应产生氮气，具体反应方法为：3NACLO+2NH3=N2↑+3NACL+3H2O;
第五步：经过氮气，氨气排出后，剩余的主要为含钠废水，含钠废水主要为NACL，NASO4混合水溶液;
第六步：将第五步中含钠离子废水通过管道进入到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出;
第七步：三效多级蒸发器通过管道连接到高温蒸发结晶器，高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，奥斯陆型蒸发结晶器内溶液温度为70摄氏度到90摄氏度之间，在过饱和条件下，通过氯化钠分离器进行固体液体分离，得到氯化钠固体，残余的是硫酸钠和少量的氯化钠饱和溶液，由于气液分离器温度为130摄氏度，奥斯陆型蒸发结晶器温度为70摄氏度到90摄氏度;
第八步：残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备;
第九步：含少量钠离子的低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备，经过电渗析设备的电渗析膜，进行电渗析;
第十步：进入电渗析膜后，含钠离子浓水浓度提高到15%，达到高浓度钠盐后，通过管道回归到奥斯陆型蒸发结晶器;
第十一步：通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤;
第十二步：经过第十一步处理后，淡水进入到反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，高浓度钠离子浓水进入钠滤膜重新过滤，从而完成整个废水资源利用过程。
2.根据权利要求1所述的一种湿法铬冶金的废水处理工艺，其特征在于，第一步中，脱氨反应器通过管道连接到气液分离器，氨气通过管道进入到气液分离器,氨气经过气液分离器的氨气排出口进入到冷凝器，实现对氨气进行冷凝回收。
3.根据权利要求1所述的一种湿法铬冶金的废水处理工艺，其特征在于，第十二步中，采用高压泵动力带动淡水进入到反渗透膜。
说明书
一种湿法铬冶金的废水处理工艺
技术领域
本发明涉及化工环保领域，特别是涉及一种湿法铬冶金的废水处理工艺。
背景技术
含铬矿石主要包括铬铁矿，铬绿泥石，铬石榴石，铬云母，铬透辉石，铬金红石等30多种，其中具有工业利用价值的为铬铁矿，从铬铁矿中提取出铬盐，铬盐在国民经济中用途很广，主要是电镀，鞣革，印染，医药，颜料，催化剂，有机合成氧化剂和金属缓蚀等方面。金属铬主要用于生产高温合金，电热合金，精密合金等，铬合金用于航空，宇航，电器，仪表等工业部门，另外，在铸铁生产中也得到广泛应用。
铬盐的生产工艺主要为铬铁矿有氧化焙烧加硫酸酸化法，在铬冶金过程中会产生大量废水，废水的化学成份复杂，主要成份是含有氨，钒，铬，和硫酸钠，环保处理难度大，传统的大多采用还原方法把6价Cr还原为3价Cr，直接排放，但是废水中还是有部分6价Cr,并且废水中的氨和硫酸钠未经过处理，照样污染环境和水体。
为此，本发明提供了一种湿法铬合金的废水处理工艺，根据浓度和化学性质，采用化学和物理综合方法来解决废水问题，并且能够实现工业废水的重新利用，确保了淡水资源的可持续供需。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种湿法铬冶金的废水处理工艺，能够把高价铬离子去除，同时把污水重新进行资源化利用，能够保持生态平衡，并且能够得到硫酸钠钠盐产品，提升了水资源的循环经济效益。
所述的一种湿法铬冶金的废水处理工艺，包括如下的步骤：
第一步：将湿法铬合金废水通过牵引泵引入到脱氨反应器，在脱氨反应器内加入NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH +NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：(NH4)2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O;
使得废水中的铵盐转变微游离氨，从废水中逸出，液体部分为没有脱氨的废水。
一种优选技术方氨，脱氨反应器通过管道连接到气液分离器，氨气通过管道进入到气液分离器,氨气经过气液分离器的氨气排出口进入到冷凝器，实现对氨气进行冷凝回收。
第二步：提取氢氧化铬，把废水转移到反应釜，用硫酸调节废水的PH数值,并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使得六价C转换为三价Cr,然后加入氢氧化钠，使得PH数值保持在7-8，在温度40摄氏度到50摄氏度条件下进行搅拌，反应30分钟，当总铬的浓度小于0.05克每升，用泵将反应釜的废水输送到板框过滤机进行固体液体分离，固体为氢氧化铬产品，液体为脱铬废水。
第三步：采用阴离子树脂进一步吸附钒离子，铬离子。
第四步：将脱铬废水内含有氯化钠和硫酸钠的水溶液通过管道连接到脱氮反应器连接，在脱氮反应器上设置了次氯酸钠添加器，使得含有NH3在游离气态条件下与NACLO反应产生氮气，具体反应方法为：3NACLO+2NH3=N2↑+3NACL+3H2O;
第五步：经过氮气，氨气排出后，剩余的主要为含钠废水，含钠废水主要为NACL，NASO4混合水溶液;
第六步：将第五步中含钠离子废水通过管道进入到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出;
第七步：三效多级蒸发器通过管道连接到高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，奥斯陆型蒸发结晶器内溶液温度为70摄氏度到90摄氏度之间，在过饱和条件下，通过氯化钠分离器进行固体液体分离，得到氯化钠固体，残余的是硫酸钠和少量的氯化钠饱和溶液，由于气液分离器温度为130摄氏度，奥斯陆型蒸发结晶器温度为70摄氏度到90摄氏度，所以在奥斯陆型蒸发结晶器内不需要额外能耗，气液分离器的热能能够被第六步的奥斯陆型蒸发结晶器NACL蒸发充分重复利用,节约了能源;
第八步：残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备;
第九步：含少量钠离子的低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备，经过电渗析设备的电渗析膜，进行电渗析，所述的电渗析设备为电解槽;
第十步：进入电渗析膜后，含钠离子浓水浓度提高到15%，达到高浓度钠盐后，通过管道回归到奥斯陆型蒸发结晶器;
第十一步：通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤;
第十二步：经过第十一步处理后，淡水进入到反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，高浓度钠离子浓水进入钠滤膜重新过滤，从而完成整个废水资源利用过程。
一种优选技术方案，本步骤中，采用高压泵动力带动淡水进入到反渗透膜。
本发明的有益效果是：本发明一种湿法铬冶金的废水处理工艺，能够还原高价铬离子，同时实现了硫酸钠钠盐产品的制备，使得在确保污水排放达标的同时，使得钠盐重新回收利用，节约了能源。
