離子交換法鎢冶煉過程中廢水處理技術(shù)

　　我國現(xiàn)有的煉鎢企業(yè)大部分都采用堿分解-離子交換的工藝方法進(jìn)行鎢的冶煉，即將鎢精礦進(jìn)行堿煮，制成粗鎢酸鈉，之后配制交前液，并使用離子交換柱吸附，產(chǎn)生大量交后廢水，此時溶液中的含砷化合物就會同時進(jìn)入鎢酸鈉溶液，在之后的進(jìn)料吸附過程中便進(jìn)入交后廢水中。目前，含砷及氨氮含廢水在處理時一般采用物理法、化學(xué)法及生物法等方法。該文主要介紹離子交換法鎢冶煉過程分析，鐵鹽沉淀-次氯酸鈉氧化相結(jié)合的廢水處理方法，冶煉過程節(jié)水方案，并在實(shí)驗(yàn)中探索最佳處理工藝，以期對離子交換法鎢冶煉廢水處理工作提供一定參考。

　　1、離子交換鎢冶煉過程分析

　　離子交換技術(shù)已在鎢冶煉中得到廣泛應(yīng)用。鎢冶煉中是用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂將粗鎢酸鈉溶液凈化除雜并轉(zhuǎn)型成鎢酸銨溶液，其工藝過程包括磨礦、堿分解、交換、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥包裝。本工藝可同時完成凈化除砷、磷、硅、錫等雜質(zhì)并將鎢酸鈉轉(zhuǎn)型成鎢酸銨，雜質(zhì)分離主要是基于水溶液中各種陰離子對強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的親和力不同，達(dá)到離子分離并進(jìn)入交后廢水中。

　　離子交換法處理粗鎢酸鈉溶液凈化并轉(zhuǎn)型制取鎢酸銨工藝具有設(shè)備簡單、流程短、勞動條件好、操作穩(wěn)定、投資少、金屬回收率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn)。用陰離子交換樹脂提鎢雖可分離除硅、磷、砷等雜質(zhì)，但不可分離鉬，適用于鉬量低的黑鎢精礦。社會制度和生產(chǎn)過程的變換，一開始設(shè)計(jì)的使用要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)在的冶煉設(shè)備結(jié)構(gòu)和使用要求不適應(yīng)。錯誤劣質(zhì)的設(shè)計(jì)、施工和建設(shè)使得冶煉設(shè)備不能滿足正常使用，在冶煉設(shè)備存在使用不當(dāng)?shù)仍颉?/p>

　　2、含砷及氨氮廢水處理分析

　　2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　該實(shí)驗(yàn)考察不同鐵鹽種類和溶液pH值對于鎢冶煉廢水中砷和氨氮的去除效果。

　　2.2 結(jié)果與分析

　　(1)溶液pH值及鐵鹽種類對除砷效果的影響。

　　實(shí)驗(yàn)方法：三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵3種鐵鹽溶液分別進(jìn)行除砷實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)都將廢水中Fe/As值固定在6~8左右，使用氫氧化鈉和鹽酸來調(diào)節(jié)廢水溶液中的pH值，再將溶液放置在磁力攪拌器上均勻攪拌約15min，靜置后將沉淀過濾。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)pH值被調(diào)整至7左右的時候，鐵鹽除砷的效果最佳;當(dāng)溶液偏堿性時，砷酸根與鐵結(jié)合的沉淀溶解，砷重新返溶到溶液中;當(dāng)溶液偏酸性時，砷酸根不與鐵結(jié)合。從不同鐵鹽的除砷效果對比看來，三價(jià)鐵鹽效果優(yōu)于二價(jià)鐵鹽，當(dāng)溶液pH值被控制在7~8之間時，三價(jià)鐵鹽的除砷率均達(dá)到95%以上，能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的0.5mg/l以下，且三價(jià)鐵鹽中，氯化鐵在水溶液中的溶解性優(yōu)于硫酸鐵。

　　(2)溶液pH值對氨氮去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)方法：取之前經(jīng)過氯化鐵沉淀后的廢水5份，分別加入相同量的含有效氯11%左右的次氯酸鈉，按1mg氨氮投加0.085ml次氯酸鈉，使用氫氧化鈉和鹽酸調(diào)節(jié)pH值，將實(shí)驗(yàn)廢水的pH值分別調(diào)節(jié)為4、6、8、10、12。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：氨氮的去除率與pH值成反比，即溶液pH值越低，廢水中氨氮的去除效果就越好。

　　3、鎢冶煉過程節(jié)水方案

　　離子交換鎢冶煉生產(chǎn)過程中的廢水量是通過具體的生產(chǎn)工藝來進(jìn)行決定的，因此我們可以改進(jìn)生產(chǎn)工藝來減少排放，主要有以下幾個重要的方面。

　　(1)使生產(chǎn)主要過程中少用水。這個方法較難解決，我們需要從根本上對冶煉企業(yè)的生產(chǎn)工藝來進(jìn)行改進(jìn)，通過原材料以及冶煉企業(yè)設(shè)備的改進(jìn)來的讓用水量減少，對磨礦加水體積嚴(yán)格按照工藝要求執(zhí)行，在保證樹脂吸附能力的要求下嚴(yán)格控制交前液的鎢度減少廢水的產(chǎn)生。

　　(2)使生產(chǎn)洗滌過程中少用水。在生產(chǎn)過程中，為了保證產(chǎn)品仲鎢酸銨的質(zhì)量，我們需要對吸附鎢的交換樹脂和產(chǎn)品洗滌來將雜質(zhì)除去，這是一個非常費(fèi)水的過程，我們需要對其進(jìn)行改進(jìn)，能夠使其降低成本。

　　(3)通過對冷卻用水的管理來節(jié)水。鎢冶煉過程中由于要滿足工藝上的要求，需要采用冷卻水來進(jìn)行降溫與冷卻，但是這種水源除了容易受到熱污染與輻射污染方面，水的質(zhì)量還是比較好的，因此我們可以對其進(jìn)行重復(fù)利用，冷卻水是工業(yè)節(jié)水的重要考慮因素，具體的措施主要有以下幾種：

　?、俑闹绷魇接盟到y(tǒng)為循環(huán)用水系統(tǒng)。

　?、谶x高效節(jié)能和性能優(yōu)良的冷卻構(gòu)筑物。

　　③控制循環(huán)水水質(zhì)循環(huán)水的主要控制指標(biāo)為其污垢與化學(xué)元素的含量，我們需要將其存在的微生物進(jìn)行殺死，然后把濃縮倍數(shù)進(jìn)行控制，同時防止其對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，但是這種水不能投入到生活當(dāng)中。

　　(4)生產(chǎn)廢水的循環(huán)利用。

　　由于工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，因此，我們可以把一些環(huán)節(jié)中不需要的廢水，來作為另一環(huán)節(jié)里面可以使用的水，從而來實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約的目的，如：純水洗柱水用來粗鎢酸鈉洗滌及離子交換柱一次洗滌;離子交后廢水用來反洗離子交換柱;壓濾機(jī)洗滌進(jìn)行逆流洗滌回用。在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，作為冷卻水利用時，要對其成分進(jìn)行檢查，如果其鈣鎂離子比較多的話，可能會影響設(shè)備的運(yùn)行，因?yàn)槠淇赡軙a(chǎn)生大量的水垢，這是我們應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意的。

　　4、結(jié)論

　　鐵鹽沉淀法對除砷有較好的效果，三價(jià)鐵鹽除砷效果明顯優(yōu)于二價(jià)鐵鹽，pH控制在7~8之間除砷效果最佳，且三價(jià)鐵鹽中三氯化鐵在運(yùn)行過程和實(shí)際操作中更適合，F(xiàn)e/As比6~8，反應(yīng)時間15min左右;次氯酸鈉氧化法能有效去除氨氮，且pH越低氨氮去除效果越佳，考慮環(huán)境與操作因素pH控制10左右最適合，1mg氨氮投加含有效氯11%次氯酸鈉0.085ml，反應(yīng)時間20min左右。

　　要對于冶煉實(shí)際的生產(chǎn)水平要進(jìn)行大幅度的提升，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，減少鎢冶煉過程中廢水的產(chǎn)生，并做好對廢水重復(fù)利用的工作，對于可以使用的資源要進(jìn)行回收，對于排放過的水資源要進(jìn)行觀察，使得其不再污染環(huán)境，所以對于這些不同種類的水資源，要進(jìn)行合理的歸類，通過適宜的方法，讓它們最大化自身的價(jià)值。(來源：贛州華興鎢制品有限公司)