申请日2017.11.13
公开(公告)日2018.03.20
IPC分类号C22B7/00; C22B47/00; C22B34/22; C25C1/10
摘要
本发明涉及沉钒废水的利用方法，属于冶金化工技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供沉钒废水的利用方法，该方法包括如下步骤：a、向沉钒废水中加入还原剂，还原反应结束后，调节溶液pH至8.0～9.0，过滤，得到第一滤渣和第一滤液;b、用酸性水溶液将第一滤渣中的锰浸出，过滤，收集第二滤渣，即得含钒渣;所述沉钒废水中含有锰。本发明沉钒废水的利用方法具有显著的经济价值，使沉钒废水的处理不再是单一的负投入，实现了氧化钒生产过程中废弃资源的合理利用。
摘要附图
权利要求书
1.沉钒废水的利用方法，其特征是：包括如下步骤：
a、向沉钒废水中加入还原剂，还原反应结束后，调节溶液pH至8.0～9.0，过滤，得到第一滤渣和第一滤液;
b、用酸性水溶液将第一滤渣中的锰浸出，过滤，收集第二滤渣，即得含钒渣;
所述沉钒废水中含有锰。
2.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸、铁屑或偏重亚硫酸钠中一种或两种以上的混合物。
3.如权利要求1或2所述的利用方法，其特征是：所述还原剂的摩尔量为沉钒废水中钒摩尔量的0.5～2.0倍。
4.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：步骤a采用氨水或氧化钙调节溶液pH至8.0～9.0。
5.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：步骤b将锰浸出时控制体系pH为2.5～3.5。
6.如权利要求1或5所述的利用方法，其特征是：步骤b中第一滤渣与水的重量比为(1～2.5)：1。
7.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：还包括如下步骤：将第二滤渣干燥，粉碎，焙烧，将焙烧所得熟料进行浸出得到含钒浸出液，沉钒，得到多钒酸铵，熔化，即得五氧化二钒。
8.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：所述沉钒废水满足以下至少一项：
所述沉钒废水是生产氧化钒产生的;
所述沉钒废水是由钒渣钠化焙烧—水浸提钒工艺或钒渣钙化焙烧—酸浸提钒工艺产生的。
9.如权利要求1所述的利用方法，其特征是：还包括如下步骤：Ⅰ、根据权利要求1～8任意一项所述方法回收钒;Ⅱ、步骤b过滤后收集第二滤液，调节滤液的pH至6.0～7.5，过滤，得到第三滤液;Ⅲ、向第三滤液中加入锰电解添加剂，通入电流电解，即得单质锰。
10.如权利要求9所述的利用方法，其特征是：满足以下至少一项：
所述锰电解添加剂为二氧化硒或亚硫酸;
所述锰电解添加剂的加入量为0.01～0.025g/L;
所述电流密度为280～400A/m2。
说明书
沉钒废水的利用方法
技术领域
本发明涉及沉钒废水的利用方法，属于冶金化工技术领域。
背景技术
在氧化钒生产中，转炉钒渣经破碎、球磨后配入一定量的钠盐或钙盐，进入还原窑进行焙烧，将钒渣中的低价钒氧化为可溶于水的五价钒，经浸出、沉淀、干燥、还原得到氧化钒产品。其中，沉淀工序会产生大量的沉钒废水，废水主要含有钒、锰等。目前，沉钒废水采用的处理方式主要有石灰乳中和法、还原中和-蒸发浓缩法，普遍存在着渣量大、渣的回收利用困难、处理成本高等。
针对钙化焙烧工艺产生的沉钒废水，专利CN102838233A采用石灰乳调节酸性沉钒废水至碱性，然后进行固液分离，得到碱性溶液和石膏渣;向碱性溶液中加入脱钙剂进行脱钙，然后进行固液分离，得到上层清液和脱钙渣;用硫酸将上层清液的pH值调节至3～7后返回浸出工序进行循环利用。该方法实现了废水的循环利用，能够有效控制了返回浸出工序的溶液中的钙离子浓度，避免硫酸钙沉淀的形成，但废水中大量的锰资源没有得到有效回收，矿石利用率低。
针对钠化焙烧工艺产生的沉钒废水：专利CN102051486A将沉钒废水作为含钒熟料的浸取剂，利用其所含铵根离子和磷酸根离子与镁离子形成络合沉淀物，再加入除磷剂进行深度除磷，从而制取低磷钒液，实现了沉钒废水的再利用;专利CN101812593A将酸性废水用于提钒尾渣的清洗后再进行还原、中和、蒸发浓缩，以减少废水处理工序中中和所用的碱量。
以上专利均未对沉钒废水中的钒、锰资源进行回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供沉钒废水的利用方法。
本发明提供了沉钒废水的利用方法，包括如下步骤：
a、向沉钒废水中加入还原剂，还原反应结束后，调节溶液pH至8.0～9.0，过滤，得到第一滤渣和第一滤液;
b、用酸性水溶液将第一滤渣中的锰浸出，过滤，收集第二滤渣，即得含钒渣;
所述沉钒废水中含有锰。
进一步地，所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸、铁屑或偏重亚硫酸钠中一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述还原剂的摩尔量为沉钒废水中钒摩尔量的0.5～2.0倍。
进一步地，步骤a采用氨水或氧化钙调节溶液pH至8.0～9.0。
其中，氨水通用的浓度范围是15～30%，本发明中对氨水的浓度没有特别限定，也可以使用液氨。
其中，优选使用氨水，也可以是氨水与氧化钙结合使用。若仅使用氧化钙，会造成中和石膏渣渣量大、渣中钒和锰的品味降低，不利于后续回收钒和锰。
进一步地，步骤b将锰浸出时控制体系pH为2.5～3.5。
进一步地，步骤b中第一滤渣与水的重量比为(1～2.5)：1。
进一步地，所述的回收钒的方法还包括如下步骤：将第二滤渣干燥，粉碎，焙烧，将焙烧所得熟料进行浸出得到含钒浸出液，沉钒，得到多钒酸铵，熔化，即得五氧化二钒。
其中，熔化能脱除多钒酸铵中的氨和水，从而得到五氧化二钒。
进一步地，在80～120℃下进行干燥，干燥后磨细至120-200目，加入添加剂混合后进行焙烧，烧前加入的添加剂可以为氧化钙、碳酸钙，加入量以Ca/V计为0.3～0.6，焙烧温度为650～900℃、焙烧时间为1～2h。
进一步地，所述沉钒废水是生产氧化钒产生的。
进一步地，所述沉钒废水是由钒渣钠化焙烧—水浸提钒工艺或钒渣钙化焙烧—酸浸提钒工艺产生的。
进一步地，所述沉钒废水的利用方法还包括如下步骤：Ⅰ、根据所述方法回收钒;Ⅱ、步骤b过滤后收集第二滤液，调节滤液的pH至6.0～7.5，过滤，得到第三滤液;Ⅲ、向第三滤液中加入锰电解添加剂，通入电流电解，即得单质锰。
其中，调节滤液的pH至6.0～7.5，一方面可以通过过滤操作除去溶液中少量的铁离子，另外，后序电解回收锰时的溶液也要求为中性。
进一步地，所述锰电解添加剂为二氧化硒或亚硫酸。
进一步地，所述锰电解添加剂的加入量为0.01～0.025g/L。
进一步地，所述电流密度为280～400A/m2。
进一步地，所述第一滤液返回于氧化钒生产主工艺使用，可用于熟料的浸出。
进一步地，电解锰产生的酸性阳极液可用于第一滤渣中锰的浸出。
本发明提供了沉钒废水的利用方法，具有以下优点：(1)将沉钒废水中的锰资源以高纯度单质锰的形式回收(纯度达到99%以上)，沉钒废水中的钒则形成五氧化二钒(纯度达到98%以上)，同样实现了回收利用;(2)回收钒、锰资源时产生的第一滤液可返回于氧化钒生产主工艺使用，酸性阳极液可用于第一滤渣中锰的浸出，实现了废水的循环利用。本发明沉钒废水的利用方法具有显著的经济价值，使沉钒废水的处理不再是单一的负投入，实现了氧化钒生产过程中废弃资源的合理利用。
