鉬酸銨廢水綜合利用的新技術(shù)
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鉬是稀有金屬，是生產(chǎn)合金鋼、不銹鋼和合金鑄鐵的重要合金元素，鉬作為合金添加劑可增加鋼的強(qiáng)度，在冶金工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
鉬是稀有金屬，是生產(chǎn)合金鋼、不銹鋼和合金鑄鐵的重要合金元素，鉬作為合金添加劑可增加鋼的強(qiáng)度，在冶金工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。我國鉬資源雖然很豐富，但礦產(chǎn)資源為不可再生資源，近年隨著鉬及其化合物應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和需求量的不斷提高，僅僅依靠從天然礦石中提取鉬及化合物已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，而且作為一種不可再生資源，不可能無限制的開采，所以對鉬資源的回收利用就具有重要的戰(zhàn)略意義。而鉬酸銨作為制取金屬鉬及鉬制品(如鉬粉、鉬條、鉬片、鉬絲、鉬桿等)的重要中間產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油化工及人造羊毛等行業(yè)。目前，國內(nèi)鉬酸銨生產(chǎn)廠家普遍采用的是氧化焙燒氨浸法工藝。鉬焙砂經(jīng)酸鹽預(yù)處理工序產(chǎn)生大量酸性廢水，此廢水為淺黃綠色透明液體，pH值為0.5～1，除含鉬外還含有重金屬雜質(zhì)、堿土金屬雜質(zhì)以及大量的硝酸銨。長期以來難以治理，排放后不僅造成大量鉬資源的流失，而且還嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，無論是從經(jīng)濟(jì)價值來看，還是從環(huán)境因素考慮，能有效處理鉬酸銨廢水及回收其中的重金屬就顯得尤為重要，如同時水也可回收利用，便能取得更好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。膜技術(shù)處理鉬酸銨廢水具有鉬和水回收率高、效果穩(wěn)定、占地面積小、自動化程度高、安全環(huán)保等優(yōu)點。
1、常規(guī)方法鉬焙砂氨浸前進(jìn)行酸鹽預(yù)處理，方法是加入酸和銨鹽，將鉬焙砂中在氨浸時可能進(jìn)入溶液的有害雜質(zhì)，如堿金屬、堿土金屬、鐵及重金屬等盡可能除去。產(chǎn)生的廢水pH為0.5～1，含Mo 0.5～3g/L，廢水直接排放，不僅污染環(huán)境，而且造成鉬資源的流失。目前處理鉬酸銨酸性廢水回收鉬的主要方法有中和水解法、硫化沉淀法、活性碳吸附法等。 1.1中和水解法根據(jù)金屬離子水解沉淀的pH 差異，可用中和水解法從水溶液中沉淀分離金屬化合物，在通入壓縮空氣的條件下，將廢水的pH調(diào)至7.5～8時，利用中和水解法可以將重金屬離子和Fe 除去。目前國內(nèi)廠家大多采用石灰中和法。采用石灰中和水解法處理廢水中鉬得到了有效回收，中和后的廢水經(jīng)2級自然沉淀后可直接排放。 1.2硫化沉淀法硫化沉淀法在工業(yè)廢水處理方法中僅次于中和水解法。此法的優(yōu)點是沉淀劑用量小，凈化程度深以及能凈化中和水解法難于除去的雜質(zhì)。在處理酸性廢水過程中，慢慢加入10%～15%的Na2S溶液，加入速度以不放出H2S氣體為宜，在此過程中重金屬離子生成金屬硫化物，鉬生成MoS3。硫化沉淀后的廢水用石灰中和至pH=7．5，濾液經(jīng)自然沉淀后可直接排放。 1.3活性炭吸附法活性碳吸附法是另一種回收鉬而且簡單易行的方法，活性碳的吸附容量60～100mg ，鉬吸附率98.5% ，而且在60℃ 和25℃ 吸附相比，吸附加快且吸附量加大。吸附的鉬可用稀NaOH 或氨水解吸，在pH=9時，Mo幾乎全部解吸，吸附后的廢水中和處理后排放。
2、膜技術(shù) 2.1反滲透膜 技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等。 2.2納濾膜納濾膜被認(rèn)定為是“一種介于超濾與反滲透之間的過程”，是允許溶劑分子或某些低分子量溶質(zhì)或低價離子透過的一種功能性的半透膜，截留二價離子以上以及溶解性鹽的能力為2～98%之間，鉬酸銨廢水中主要截留的是鉬和重金屬離子，經(jīng)試驗檢測納濾膜對鉬和重金屬離子的截留率都在98%以上。由于原水成分比較復(fù)雜經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)水PH、濁度達(dá)不到反滲透進(jìn)水要求，納濾膜的流道比反滲透膜要寬很多，其進(jìn)水要求比反滲透低，抗污染性也要比反滲透強(qiáng)，經(jīng)上海集策膜技術(shù)工程有限公司現(xiàn)場試驗選擇的納濾膜在實際工程使用中進(jìn)水PH在2左右可穩(wěn)定運(yùn)行，并達(dá)到良好的截留鉬離子的效果。
3、膜技術(shù)工藝我公司在陜西金堆城鉬業(yè)鉬酸銨生產(chǎn)改造項目中應(yīng)用的利用膜技術(shù)在鉬酸銨廢水的處理工藝。 鉬酸銨廢水經(jīng)預(yù)處理后達(dá)到納濾進(jìn)水要求，經(jīng)納濾濃縮后高濃度含鉬廢水回用于生產(chǎn)，透過液中和后經(jīng)反滲透除鹽后水回用于生產(chǎn)。 鉬的濃縮中，納濾的截留率穩(wěn)定在98%以上，重金屬離子如Cu的截留率也在98%以上，而納濾濃縮液鈉離子的積累量穩(wěn)定在回用料液安全指標(biāo)之下。
4、運(yùn)行成本假如每天產(chǎn)生廢水40m3左右，廢水中鉬金屬平均含鉬量9g/l,這樣每天廢水中每天需要回收的鉬金屬量為360kg，納濾膜對鉬的回收率為96%以上，按96%計算，每天可回收345.6kg金屬鉬。本設(shè)備運(yùn)行成本主要是電費(fèi)，西安金堆城運(yùn)行設(shè)備有效功率是17.7Kw，每天運(yùn)行8h左右即可濃縮結(jié)束，則回收1Kg鉬耗電成本為0.4Kw，同時水還可循環(huán)利用，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。
5、結(jié)論膜技術(shù)和常規(guī)工藝比較具有以下優(yōu)勢：（1）連續(xù)運(yùn)行，鉬回收率高；（2）無須大量使用藥劑中和，出水水質(zhì)穩(wěn)定，水回收率高；（3）無再生污水，不須污水處理設(shè)施；（4）設(shè)備緊湊，占地面積小；（5）設(shè)備穩(wěn)定，壽命長，降低運(yùn)行及維修成本；（7）安裝簡單、安裝費(fèi)用低廉。（8）設(shè)備自動化程度高、操作簡單，現(xiàn)場操作人員無需很高的素質(zhì)。對我國的冶金工業(yè)而言，盡管膜分離技術(shù)的應(yīng)用剛剛起步，與國外相比有巨大的差距。原因是多方面的，如冶金溶液成分復(fù)雜，處理難度大，條件苛刻，膜材料性能、裝備、配套技術(shù)不相適應(yīng)等問題。但是在冶金工業(yè)廢液處理中應(yīng)用膜分離技術(shù)，可以回收和富集有用或有害成分，使工業(yè)廢水得到回用，回收酸、堿，構(gòu)成無污染閉路冶金工藝流程。所以膜技術(shù)在冶金工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
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