一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法及系统与流程

本发明涉及提钒废水处理的生产方法，尤其涉及一种从废水中回收铬，属于钒的湿法冶金领域，具体涉及一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法及系统。

背景技术：

1、钒是一种重要的稀有金属元素，被称为工业味精。由于钒具有高抗拉强度、硬度和抗疲劳性，它已成为微合金化最常见和有效的强化元素之一。钒的主要产品包括五氧化二钒、三氧化二钒、钒氮合金、钒铁合金、钒铝合金等，广泛应用于钢铁、化工、国防、电子、制造、储能、医药、催化等领域。然而钒矿中经常伴生铬，二者物理化学性质相似，分离难度非常大。

2、现有以钒钛磁铁矿为原料的提钒工艺中，钒钛磁铁矿经高炉冶炼和转炉吹炼工序得到含铬钒渣，在以钒渣为原料的钠化焙烧、水浸提钒过程中铬随钒一起进入酸性铵盐沉钒工序，并以重铬酸的形式与没有沉淀彻底的聚钒酸根离子一起进入沉钒上清液，即提钒废水，从而导致沉钒废水毒性极大、不能直接排放。同时铬亦是重要有价金属元素。因而研究高铬钒渣提钒废水中有价金属铬的回收利用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法,该方法减少杂质进入到产品中，有效分离铬重金属，同时相应提供一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的系统。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，包括以下步骤，

4、(1)二氧化硫气体制备：工业硫磺经硫磺炉燃烧后生成二氧化硫气体；

5、（2）六价铬还原：将二氧化硫气体通入高铬钒渣提钒废水中还原gr6+为gr3+；

6、(3)调节废水ph：用naoh将第(2)步得到的废水ph 值调至7.5-8.5，得到氢氧化铬溶液；

7、（4）药剂加入：在氢氧化铬溶液中分步加入金属螯合剂和阴离子絮凝剂，得到氢氧化铬料浆；

8、（5）过滤氢氧化铬料浆：氢氧化铬料浆经板框压滤机压滤后形成氢氧化铬滤饼压出，剩余上清液；

9、（6）过滤上清液：上清液经叶滤机过滤后，除去未沉降的氢氧化铬颗粒，废水含铬合格。

10、优选的，所述第(1) 步，工业硫磺在中压0.25-0.4mpa蒸汽中加热至硫磺至全部熔化，并保持熔融状态，熔硫池保温温度达 120℃以上。所述第(1) 步，工业固体硫磺加入熔硫池、打开中压（0.25-0.4mpa）蒸汽阀门，加热熔硫池内部硫磺至全部熔化，并保持熔融状态。所述第(1) 步，熔硫池保持 50%料位以上，熔硫保温池温度达 120℃以上，熔融硫磺由齿轮泵输送。

11、所述第(1) 步，由齿轮泵输送的熔融硫磺经汽化室(450-650℃、一次风机频率7-16hz)、燃烧室（350-500℃，二次风机助燃频率11-23hz）、冷却室（冷却水温度20-70℃）后进入喷射器、反应罐，最后经喷淋塔吸收尾气处理，管道压力（-3--1kpa）。根据废水含铬量确定硫磺燃烧量，硫磺燃烧量:含铬量的质量比0.95-1.2。通过调整齿轮泵频率、一次风机、二次风机频率调整输硫量大小。

12、优选的，所述第(1)步，熔融状态硫磺经汽化、燃烧和冷却，废水、二氧化硫喷射混合后进入反应罐，最后经喷淋吸收尾气处理；所述汽化温度为450-650℃；所述燃烧温度为350-500℃；所述冷却室冷却水温度为20-70℃。

13、优选的，所述第(1)步中硫磺燃烧量:第（2）步中高铬钒渣提钒废水中含铬量的质量比0.95-1.2。所述第(2) 步，废水、二氧化硫在喷射器混合后进入反应罐，喷射器反应尾管的液封按设计不超过 700mm。反应罐内氧化硫气体还原废水中gr6+为gr3+。

14、优选的，所述第(3)步，用质量分数10%-15%naoh调废水的ph值。

15、优选的，所述第(4)步，氢氧化铬中加入金属螯合剂，金属螯合剂的加入量为0.40-0.55kg/m3氢氧化铬溶液，再加入阴离子絮凝剂,阴离子絮凝剂的加入量为0.60-0.75kg/ m3氢氧化铬溶液。

16、优选的，所述第(6)步，除去未沉降的氢氧化铬颗粒后废水含钒≤1mg/l，cr6+的含量≤0.5mg/l，总铬含量≤1.5mg/l，悬浮物含量≤70mg/l。氢氧化铬溶液进入浓密机沉降池，氢氧化铬料浆经板框压滤机压出，清液经溢流经叶滤机过滤。

17、优选的，高铬钒渣提钒废水中铬含量≥1500mg/l。

18、一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的系统，包括依次连通的熔硫池、齿轮泵、气化室、燃烧室、冷却室、喷射器、反应罐、搅拌罐和浓密机沉降池；所述浓密机沉降池连接板框压滤机和叶滤机；所述熔硫池连接蒸汽，所述气化室连接一次风机，所述燃烧室连接二次风机；所述反应罐连接喷淋塔。

19、进一步的，所述反应罐包括依次连接的搅拌罐a、搅拌罐b和搅拌罐c；所述搅拌罐a添加naoh溶液，所述搅拌罐b添加螯合剂，所述搅拌罐c添加絮凝剂，处理过程连续搅拌。

20、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

21、铬元素处理率可达到99.9%以上，废水六价铬含量低于0.5mg/l，总铬低于1.5mg/l，符合国家环保要求，同时回收金属铬，进一步加工使用，降低生产成本。

技术特征：

1.一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：包括以下步骤，

2. 根据权利要求1所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(1) 步，工业硫磺在中压0.25-0.4mpa蒸汽中加热至硫磺至全部熔化，并保持熔融状态，熔硫池保温温度达 120℃以上。

3.根据权利要求2所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(1)步，熔融状态硫磺经汽化、燃烧和冷却，废水、二氧化硫喷射混合后进入反应罐，最后经喷淋吸收尾气处理；所述汽化温度为450-650℃；所述燃烧温度为350-500℃；所述冷却室冷却水温度为20-70℃。

4.根据权利要求1所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(1)步中硫磺燃烧量:第（2）步中高铬钒渣提钒废水中含铬量的质量比0.95-1.2。

5.根据权利要求1所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(3)步，用质量分数10%-15%naoh调废水的ph值。

6.根据权利要求1所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(4)步，氢氧化铬中加入金属螯合剂，金属螯合剂的加入量为0.4-0.55kg/m3氢氧化铬溶液，再加入阴离子絮凝剂,阴离子絮凝剂的加入量为0.60-0.75kg/m3氢氧化铬溶液。

7.根据权利要求1所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：所述第(6)步，除去未沉降的氢氧化铬颗粒后废水含钒≤1mg/l，cr6+的含量≤0.5mg/l，总铬含量≤1.5mg/l，悬浮物含量≤70mg/l。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法，其特征在于：高铬钒渣提钒废水中铬含量≥1500mg/l。

9.一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的系统，其特征在于：包括依次连通的熔硫池、齿轮泵、气化室、燃烧室、冷却室、喷射器、反应罐、搅拌罐和浓密机沉降池；所述浓密机沉降池连接板框压滤机和叶滤机；所述熔硫池连接蒸汽，所述气化室连接一次风机，所述燃烧室连接二次风机；所述反应罐连接喷淋塔。

10.根据权利要求9所述的一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的系统，其特征在于：所述反应罐包括依次连接的搅拌罐a、搅拌罐b和搅拌罐c；所述搅拌罐a添加naoh溶液，所述搅拌罐b添加螯合剂，所述搅拌罐c添加絮凝剂。

技术总结本发明公开了一种处理高铬钒渣提钒废水铬元素的方法及系统，三氧化二铬含量≥7%，高铬钒渣提钒废水铬含量≥1500mg/L,废水中六价铬由工业硫磺经燃硫炉发生器生成的二氧化硫还原成三价铬，搅拌作用下用液态NaOH调节pH7.5‑8.5，分步加入螯合剂、絮凝剂，经沉降池沉降后氢氧化铬料浆经板框过滤机过滤除去氢氧化铬滤饼，沉降池上清液经溢流后经叶滤机处理后废水六价铬含量合格。本发明方法铬元素处理率可达到99.9%以上，废水六价铬含量低于0.5mg/L，总铬低于1.5mg/L，符合国家环保要求，降低生产成本。技术研发人员：陈永江,刘超,李艳东,康泰,刘彦校,巩亚宅,付美玲,马金龙受保护的技术使用者：河钢股份有限公司承德分公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2