專利名稱：石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冶金化工技術領域，更具體的說，是涉及一種石煤提釩工業(yè)廢 水中低濃度釩的回收方法。
背景技術：
石煤酸浸濕法提釩工藝采用硫酸溶液浸出石煤中的釩，含釩酸性浸出液經(jīng)凈
化、中和、萃取后，產(chǎn)生大量含低濃度釩的廢水。如一個年產(chǎn)1200噸的酸浸-萃 取濕法提釩廠，每年排出含低濃度釩的廢水約3.2x1061113。這些廢水如果直接排 放，既嚴重污染環(huán)境，又浪費大量可回收的釩資源。隨著釩工業(yè)的逐步擴大，含 釩廢水更多地流入地下水，污染動植物后隨食物和水進入人體，影響人類健康。 目前處理含釩廢水的方大都采用吸附法、化學沉淀法和離子交換法，其中主 要包括鐵屑(或硫酸亞鐵)沉淀法、二氧化硫沉淀法和離子交換法。吸附法雖然 可以回收廢水中的釩，但仍存在處理效果不理想、運行成本高等缺點；化學沉 淀法目前已經(jīng)在工程上得到一定應用，但此種廢水處理方法易產(chǎn)生腐蝕鈍化的現(xiàn) 象,從而影響凈水效果的穩(wěn)定性。此外該法處理高濃度含釩廢水時存在處理效果 不穩(wěn)定，造成二次污染，運行費用高，廢水中的釩不能得到有效回收利用等； 離子交換雖然可回收釩，處理效果也比較穩(wěn)定，但其缺點是離子交換樹脂用量較 大，再生頻繁，處理成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有含釩工業(yè)廢水處理技術的缺點和不足，提供一 種效率高，無二次污染、操作方便的處理含釩廢水的方法。 實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的所采取的技術方案是
用非離子表面活性劑Triton X-l 14作萃取劑，硫酸溶液作反萃取劑，在溶液 濁點溫度以上進行萃取和反萃取，它包括下述步驟
(1) 采用氧化劑將溶液中的四價銀離子氧化為五價釩離子；
(2) 釆用中和劑將步驟(1)所得到的廢水調(diào)節(jié)到萃取釩離子所需的pH值;
(3) 向步驟(2)得到的溶液中加入非離子表面活性劑TritonX-114,水洛 加熱進行萃取，將廢水中的釩離子富集在表面活性劑膠團相中；
(4) 用硫酸溶液做反萃劑，與步驟(3)得到的表面活性劑膠團混合，再 次水洛加熱，進行反萃取，得到含釩富集液和表面活性劑相，含釩富集液返回 石煤提釩浸出調(diào)漿工序，表面活性劑可以返回用作萃取劑循環(huán)利用。
本發(fā)明的具體工藝參數(shù)如下 (l)中和劑調(diào)節(jié)廢水pH值的最佳范圍為3.0-6.5;(2) 萃取的表面活性劑體積分數(shù)為廢水體積的3%~10%。萃取的溫度為
45°C~90°C，萃取后趁熱離心分相10min 25min;
(3) 反萃時，反萃劑硫酸溶液所占的質(zhì)量分數(shù)為5%~15%，反萃取的溫度為 45°C~90°C,反萃取后趁熱離心分相10min 25min。
在適合于本發(fā)明石煤提釩工業(yè)廢水中，釩離子濃度為1.0~50.0mg/L，廢水 pH值為0.5 ~ 3.0 。
本發(fā)明上述的調(diào)節(jié)廢水所用的氧化劑可釆用氯酸鈉、次氯酸鈉或硫化鈉的ii一
種，并且氯酸鈉、次氯酸鈉或硫化鈉的加入量分別為廢水中釩質(zhì)量的35%~45%, 30% ~ 40%或20% ~ 30%。
本發(fā)明是釆用一種環(huán)保型液-液萃取技術，不使用揮發(fā)性的有機溶劑，不影 響環(huán)境。它以表面活性劑的濁點現(xiàn)象為基礎，通過改變實驗參數(shù)(如溶液的pH值、 溫度等)將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離，能有效回收廢水中的釩，萃取富集率 最高可達100%。并且本發(fā)明的萃取分離技術的操作在兩水相之間進行，避免使 用對人體有害的有機溶劑，也避免了揮發(fā)性有機溶劑對環(huán)境的污染。它具有經(jīng)濟、
安全、高效、操作簡便且應用范圍廣等優(yōu)點。
釆用本發(fā)明的萃取分離技術可以有效富集石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度的釩， 不僅降低廢水中釩離子濃度，減輕環(huán)境污染，又可以綜合回收利用廢水中的釩資 源。
本發(fā)明的優(yōu)點
1. 本發(fā)明提供了一種回收石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的方法，本方法回 收率高，工藝簡單，表面活性劑用量小，萃取分離速度快。
2. 萃取后廢水中釩離子的濃度大大降低，減輕環(huán)境污染。
3. 本發(fā)明的液-液萃取技術不使用揮發(fā)性的有機溶劑，不影響環(huán)境，無二次 污染，環(huán)境友好。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明的技術內(nèi)容作進一步闡述。 實例一
取釩離子濃度為lmg/L的石煤提釩廢水100ml,加入0.05 mg氯酸鈉將溶液 中的低價釩氧化為五價釩。釆用質(zhì)量分數(shù)為18 25。/。的氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為 3.0，加入3 mlTritonX-114 ,置于45。C水浴中加熱10min,使其充分溶解后。 趁熱以離心機離心分相10min,釩離子富集于表面活性劑的膠團相中。向分相 后出來的表面活性劑膠團中加入質(zhì)量分數(shù)為10%的硫酸溶液5ml，再次水洛加熱到45'C使其充分溶解。趁熱離心分相10min。釩的回收率為91.6%。反萃得 到的含釩富集液可返回石煤提釩浸出工序，分離出的表面活性劑可循環(huán)利用。 實例二
取含釩5mg/L的石煤提釩廢水100ml,加入0.17 mg氯酸鈉將溶液中的低價 釩氧化為五價釩。釆用質(zhì)量分數(shù)為18~25%調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0,加入4 ml TritonX-114，置于5(TC水浴中加熱15min,使其充分溶解后。趁熱以離心機離 心分相15min，釩離子富集于表面活性劑的膠團相中。向分相后出來的表面活 性劑膠團中加入質(zhì)量分數(shù)為10M的硫酸溶液5ml，再次水浴加熱到5(TC使其充 分溶解。趁熱離心分相15min。執(zhí)的回收率為82.1%。反萃得到的含釩富集液可 返回石煤提釩浸出工序，分離出的表面活性劑可循環(huán)利用。
實例三
取含釩10mg/L的石煤提釩廢水100ml,加入0.40mg次氯酸鈉將溶液中的 低價釩氧化為五價釩。釆用質(zhì)量分數(shù)為18 25。/。氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為3.5,加 入5mlTritonX-114 ,置于6(TC水洛中加熱20min，使其充分溶解后。趁熱以離 心機離心分相15min，釩離子富集于表面活性劑的膠團相中。向分相后出來的 表面活性劑膠團中加入質(zhì)量分數(shù)為10°/。的硫酸溶液5ml，再次水浴加熱到6(TC 使其充分溶解。趁熱離心分相15min。釩的回收率為76丄3%。反萃得到的含釩 富集液可返回石煤提釩浸出工序，分離出的表面活性劑可循環(huán)利用。
實例四
取含釩20mg/L的石煤提釩廢水100ml，加入0.60 mg次氯酸鈉將溶液中的 低價釩氧化為五價釩。采用質(zhì)量分數(shù)為18 25。/。氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為4.0，加 入6 ml TritonX-114 ，置于7(TC水洛中加熱25min，使其充分溶解后。趁熱以 離心機離心分相20min,釩離子富集于表面活性劑的膠團相中。向分相后出來 的表面活性劑膠團中加入質(zhì)量分數(shù)為15。/。的硫酸溶液6ml，再次水洛加熱到7(TC 使其充分溶解。趁熱離心分相20min。釩的回收率為65.2%。反萃得到的含釩富 集液可返回石煤提釩浸出工序，分離出的表面活性劑可循環(huán)利用。
實例五
取含釩50mg/L的石煤提釩廢水100ml，加入1.25 mg硫化鈉將溶液中的低 價釩氧化為五價釩。釆用質(zhì)量分數(shù)為18 25。/。氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為6.5,加入 10mlTritonX-114 ,置于90。C水浴中加熱30min，使其充分溶解后。趁熱以離 心機離心分相25min,釩離子富集于表面活性劑的膠團相中。向分相后出來的 表面活性劑膠團中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的硫酸溶液10ml，再次水浴加熱到90°C 使其充分溶解。趁熱離心分相25min。釩的回收率為61.0%。反萃得到的含釩富 集液可返回石煤提釩浸出工序，分離出的表面活性劑可循環(huán)利用。
權利要求
1.一種石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法，其特征在于用非離子表面活性劑Triton X-114作萃取劑，硫酸溶液作反萃取劑，在溶液濁點溫度以上進行萃取和反萃取，它包括下述步驟(1)采用氧化劑將溶液中的四價釩離子氧化為五價釩離子；(2)采用中和劑將步驟(1)所得到的廢水調(diào)節(jié)到萃取釩離子所需的pH值；(3)向步驟(2)得到的溶液中加入非離子表面活性劑Triton X-114，水浴加熱進行萃取，將廢水中的釩離子富集在表面活性劑膠團相中；(4)用硫酸溶液做反萃劑，與步驟(3)得到的表面活性劑膠團混合，再次水浴加熱，進行反萃取，得到含釩富集液和表面活性劑相，含釩富集液返回石煤提釩浸出調(diào)漿工序，表面活性劑可以返回用作萃取劑循環(huán)利用。
2. 根據(jù)權利要求1所述的石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法，其特 征在于(1) 中和劑調(diào)節(jié)廢水pH值的最佳范圍為3.0-6.5;(2) 萃取的表面活性劑體積分數(shù)為廢水體積的3%~10%。萃取的溫度為 45°C ~ 90°C ，萃取后趁熱離心分相10 min ~ 25min;(3) 反萃時，反萃劑硫酸溶液所占的質(zhì)量分數(shù)為5%~15%，反萃取的溫度為 45°C~90°C,反萃取后趁熱離心分相10min~25min。
3. 根據(jù)權利要求2所述的石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法，其特 征在于石煤提釩工業(yè)廢水中的釩離子濃度為1.0~50.0mg/L，廢水pH值為 0.5 ~ 3.0 。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法， 其特征在于氧化劑釆用氯酸鈉、次氯酸鈉或硫化鈉的任一種。
5. 根據(jù)權利要求4所述的石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的回收方法，其特 征在于氧化劑氯酸鈉、次氯酸鈉或硫化鈉的加入量分別為廢水中釩質(zhì)量的 35% 45%, 30% 40%或200/0~30%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回收石煤提釩工業(yè)廢水中低濃度釩的新方法，屬于冶金化工技術領域，本發(fā)明方法包括氧化，調(diào)節(jié)pH值，非離子表面活性劑Triton X-114萃取，硫酸溶液反萃取等工序。其主要技術特征是采用非離子表面活性劑TritonX-114進行萃取，以表面活性劑的濁點現(xiàn)象為基礎，通過改變技術參數(shù)(如溶液的pH值、溫度等)將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離，能有效回收廢水中的釩，反萃取后的表面活性劑可循環(huán)使用。本發(fā)明具有試劑用量小，萃取分離速度快，成本低、無二次污染等優(yōu)點，可廣泛適用于含釩工業(yè)廢水處理工藝。
文檔編號C22B34/22GK101565775SQ200910094100
公開日2009年10月28日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權日2009年2月17日
發(fā)明者李興彬, 李存兄, 剛 樊, 昶 魏 申請人:昆明理工大學