1背景

　　釩、鉻廢水是釩渣經鈉化焙燒-浸出過濾-酸性銨鹽沉釩等工藝生產釩氧化物過程中產生的工業廢水，其五價釩含量50×10-6~100×10-6，六價鉻含量更是高達500×10-6~1000×10-6，遠遠超越國度排放規范。高價釩、鉻化合物作為重度污染物，如外排或走漏，會對水體、土壤環境形成極大污染，嚴重危及人體安康，同時形成金屬資源的糜費。

　　目前，處置該種廢水較為有效的辦法有：

　　(1)復原中和沉淀法，向沉釩廢水中參加復原劑(如焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等)，使五價釩、六價鉻離子全部復原為三價，再向復原后的廢水溶液中參加堿液，中和廢水溶液同時使鉻、釩離子構成水合物從廢水溶液中沉淀出來。該辦法設備簡單、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元素、藥劑參加量準確操控難度大、藥劑耗費量大、處置周期長、處置本錢較高等缺陷。

　　(2)常規離子交流法，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產品。沉釩上清液經復原、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用。

　　針對現有的含釩、鉻工業廢水處理工藝的缺陷，提供一種含釩鉻廢水有價元素資源化應用技術計劃，該辦法快速、高效、本錢低，能夠在真正意義上完成釩、鉻有價元素產品化回收應用。

　　2、技術道路

　　鋇、鉻廢水處置工藝技術道路見圖1。

　　3、工藝研討

　　3.1 實驗步驟

　　(1)吸附。

　　采用吸附介質對含釩、鉻廢水的中的釩、鉻離子實施吸附，得到含有釩、鉻離子的吸附介質;

　　(2)解析。

　　對步驟(1)得到的含有釩、鉻離子的吸附介質參加解析劑實施解析，得到解析液，解析后吸附介質能夠反復應用;

　　(3)沉釩。

　　向解析液中參加堿性物質攪拌平均后過濾，得到釩酸鈣產品及沉釩上清液;

　　(4)鉻結晶。

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

　　(5)重結晶。

　　對步驟(4)得到的鉻酸鈉粗品實施加熱溶解，冷卻結晶得到鉻酸鈉產品和冷卻結晶母液;

　　(6)結晶母液返回。

　　對步驟(4)、(5)得到的結晶母液返回步驟(2)作為解析液配料反復應用。

　　3.2 實驗結果

　　(1)溫度對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，最優吸附溫度為30~40℃。

　　(2)NaOH濃度對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濃渡過高會障礙鈣化反響的實施。實踐生產中反響初始溶液呈中性，隨著反響的實施，溶液中NaOH濃度升高。實驗經過調理釩酸鈉參加量，將其換算成為理論反響終點NaOH濃度。

　　分別配制不同NaOH終點濃度的釩酸鈉溶液實施反響，反響條件為：鈣釩比為1.2，反響溫度為95℃，反響時間2h，實驗結果見圖3。由圖中能夠看出，隨著NaOH濃度的增加，沉釩率逐步降低，當NaOH濃度低于190g/L時，沉釩率均在92%以上。實驗中發現，NaOH濃度大于160g/L時，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NaOH濃度應小于160g/L。

　　(3)CaO參加量對沉釩率的影響

　　鈣釩比是指氧化鈣含鈣物質的量與釩酸鈉中釩物質的量的比值。

　　控制反響條件：NaOH終點濃度150g/L，反響溫度95℃，反響時間2h，調查鈣釩比對沉釩率的影響，實驗結果見圖4。隨著氧化鈣參加量的增加鈣化沉釩轉化率逐步升高，參加至液相中釩物質的量的1.8倍后趨于穩定，繼續增加氧化鈣將使得釩酸鈣中鈣含量增加而釩含量降落，使得后續銨化轉型碳銨耗費量增加。因而，最佳鈣釩比為1.8。

　　(4)反響溫度及時間對沉釩率的影響

　　控制反響條件：NaOH終點濃度150g/L，鈣釩比1.8，調查反響溫度和反響時間對沉釩率的影響，實驗結果見圖5。隨反響溫度升高及反響時間延長鈣化沉釩轉化率逐步升高，最優反響條件為：反響溫度80℃，反響時間20min，最優鈣化沉釩轉化率可達98%。

　　(5)堿度對鉻酸鈉結晶的影響(見圖6)

　　隨堿濃度升高，鉻酸鈉結晶率逐步升高，但結晶質量逐步降落，堿夾帶增加，最優堿度選擇400g/L，鉻酸鈉結晶率58%，產品純度可達94%，滿足工業應用請求，剩余鉻酸鈉可在后續循環結晶析出，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終點濃度160g/L，鈣釩比1.8，反響溫度80℃，反響時間20min。

　　4、結論

　　經過上述工藝施行可完成含釩鉻廢水有價元素資源化應用，應用解析液制備釩酸鈣、鉻酸鈉兩種終端產品，并完成結晶母液中堿介質循環應用。