废水处理新方法：蒸发浓缩与冷却结晶相结合，实现废水回用与硫酸钠回收

废水处理新方法：蒸发浓缩与冷却结晶相结合，实现废水回用与硫酸钠回收

申请日期：2011.04.29

公佈（公告）日期：2011.11.23

IPC分类编号C01C1/24；C02F9/10；C01D5/16

概括

本发明涉及一种从沉钒母液高盐废水中浓缩冷分离硫酸钠和硫酸铵的方法。将废水母液除钒、除铬后，在75℃、65℃下蒸发浓缩，结晶出无水硫酸钠，离心分离无水硫酸钠。分离后的浓缩浆液经冷却降温至0-5℃析出硫酸铵和硫酸钠复盐，余液为硫酸铵溶液，进入储罐后可直接重复使用；复盐经干燥后与分离出的无水硫酸钠混合包装联合使用。本发明的主要特点是：冷却结晶系统直接介入废水蒸发浓缩系统，两者相互依存，使高盐废水在一体化系统中直接完成固液分离和固废分离，废水和硫酸铵完全回用。硫酸钠不含结晶水、含量高，且为粉状，可直接使用，达到了废水零排放、固体废物充分利用的环保要求和循环经济目标。

索赔

1.一种沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩及冷分离方法，其特征在于：废水母液经除钒、除铬后，先在70-75℃下蒸发至硫酸铵不饱和、部分硫酸钠饱和，将饱和的硫酸钠浓缩液排出浓缩系统，进入离心机进行离心分离，得纯净的无水硫酸钠晶体；余液进入下一效，在60-65℃下继续蒸发至硫酸铵近饱和，再次结晶出硫酸钠，离心分离出无水硫酸钠；分离出硫酸钠后，剩余的浓缩液为硫酸钠和硫酸铵的共饱和溶液，进入中间缓冲池，经冷却、进一步冷冻至0℃～5℃，再次结晶，滤出硫酸铵和硫酸钠复盐后，余液为浓度30％以上的硫酸铵溶液，进入储罐后可直接重复使用；复盐干燥后与分离出的无水硫酸钠混合包装联合使用；

2.根据权利要求1所述的沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩及冷分离方法，其特征在于：经过一次结晶后的硫酸铵上清液暂不进入硫酸铵储罐，而是先在57-65℃温度下经上清液蒸发器蒸发浓缩至硫酸钠接近饱和，使硫酸铵单独结晶并离心送至硫酸铵储罐，分离后的浓缩料浆送至中间缓冲罐进行冷却结晶分离；同时，将一次结晶析出的复盐暂时不进行干燥，而是用水溶解后送至浓缩蒸发复盐蒸发器，在57-65℃进行浓缩，蒸发至硫酸铵接近饱和状态，再单独结晶出硫酸钠，经离心分离后再次得到纯净的无水硫酸钠，分离后的浓缩浆液送至中间缓冲罐进行冷却结晶分离，复盐蒸发与硫酸铵上清液蒸发合并，分离、冷冻后的结晶复盐送至复盐蒸发器，经高温结晶后与母液分离，后与前面两次得到的无水硫酸钠混合包装使用。本次复盐蒸发及硫酸铵上清液蒸发分离、冷冻后产生的硫酸铵上清液被送至硫酸铵储罐与之前分离出来的硫酸铵混合后重新使用。

手动的

沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩及冷分离方法

技术领域

本发明属于钒化工、其它化工、冶金行业重金属精炼废水处理生产领域，具体涉及一种沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩结晶方法。

背景技术

在氧化钒的生产过程中，钒化工企业将焙烧钒渣或钒铁精矿与钠盐（碳酸钠或氯化钠）共同反应生成可溶于水的钒酸钠和其他不溶性物质，然后加水将焙烧熟料中的钒酸钠溶解、浸出，形成钒酸钠水溶液，再加硫酸调节pH值至2-2.5，加入过量的硫酸铵与钒酸钠反应生成多钒酸盐钒酸铵沉淀，进一步分离后剩下大量的沉钒上清液。每生产一吨氧化钒最终会产生30-50立方米的沉钒上清液和洗涤废水，其中主要成分是硫酸钠、硫酸铵及少量氯化钠等无机盐以及钒、铬等重金属离子。前两项含量约为5万～13万mg/L，钒含量约为80～300mg/L，铬含量约为500-/L，氯化钠主要是除磷时加入的氯化钙与磷酸钠反应生成的，含量约为500-/L。该类废水远远不能达到国家废水排放标准，即使返回生产使用，也不能满足回用要求，所以必须经过妥善处理后才能排放或使用。目前一般的处理工艺为：先除去废水中的钒、铬等重金属，再处理高浓度盐类，对于除钒、铬的工艺技术成熟，去除干净，均能达标；但高浓度盐的去除比较困难，主要有三种工艺路线：一是将除钒铬后的废水去除后回用硫酸铵，然后排放或用于脱硫或高炉造渣；二是将除钒铬后的废水去除后回用硫酸铵，然后浓缩蒸发，浓缩成硫酸钠出售或用于生产其他产品，蒸发后的冷凝水再利用；三是将除钒铬后的废水直接浓缩蒸发，将硫酸钠和硫酸铵浓缩成晶体后出售或进一步加工。第一种工艺路线由于硫酸铵处理成本高，且环保不达标，以前一些环保要求不高的厂家采用，但现在已被各厂家特别是大用户所抛弃；第二种工艺路线能充分回用废水，且环保达标，但因脱氨成本高，很少采用；第三条工艺路线采用先浓缩、后分离的处理思路，废水完全回用，既能满足即将出台的钒行业污染物排放国家标准的各项环保要求，又为固体废弃物的深度处理利用奠定了基础。目前已发展成为废水达标处理的主要工艺，但由于运行成本高，且生产的硫酸钠中含有大量未分离的硫​​酸铵难以利用，造成资源浪费，也面临着如何深化固体废弃物的利用、如何降低运行成本等亟待解决的问题。

因此钒化工企业及其他类似的重金属精炼企业迫切需要一种能够将废水处理中产生的固体废物进一步分解利用，实现废水零排放，同时投资相对适中，运行成本较低的技术处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩结晶方法，使废水处理后完全达到国家环保要求，并在企业内部或一定范围内实现资源回收和综合利用，变废为宝，最终提高生产质量，提高社会效益和经济效益。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种沉钒母液高盐废水中硫酸钠和硫酸铵的浓缩及冷分离方法，废水母液经除钒、除铬后，先在70-75℃下蒸发，直至硫酸铵不饱和、部分硫酸钠饱和，饱和的硫酸钠精矿从浓缩系统排出，进入离心机进行离心分离，得到纯净的无水硫酸钠晶体；余液进入下一效，在60-65℃下继续蒸发，直至硫酸铵近饱和，硫酸钠再次结晶，经离心分离，得到无水硫酸钠；分离出硫酸钠后，剩余的浓缩液为硫酸钠和硫酸铵的共饱和溶液，进入中间缓冲池，经冷却、进一步冷冻至0℃-5℃，再次结晶，过滤出硫酸铵和硫酸钠复盐后，余液为浓度30%以上的硫酸铵溶液，进入储罐后可直接重复使用；复盐干燥后与分离出的无水硫酸钠混合包装联合使用；

第一次结晶后的硫酸铵上清液暂时不进入硫酸铵储罐，而是先在57-65℃温度下在上清液蒸发器中蒸发浓缩，直至硫酸钠接近饱和，使硫酸铵单独结晶并经离心分离送至硫酸铵储罐，分离后的浓缩料浆送至中间缓冲罐进行冷却结晶分离；同时，一次结晶的复盐并不暂时干燥，而是溶于水，然后送至浓缩蒸发复盐蒸发器，在57-65℃浓缩，蒸发至硫酸铵接近饱和时，再将硫酸钠单独结晶，经离心分离后再次得到纯净的无水硫酸钠，分离后的浓缩料浆送至中间缓冲罐冷却结晶分离，复盐蒸发、硫酸铵上清液蒸发分离冷冻后结晶的复盐送至复盐蒸发器，高温结晶分离出母液，然后与前面两次得到的无水硫酸钠混合包装备用，复盐蒸发、硫酸铵上清液蒸发分离冷冻后产生的硫酸铵上清液送至硫酸铵储罐，与前面得到的无水硫酸钠混合包装备用。分离硫酸铵以供再利用。

本发明的主要特点是将冷却结晶系统直接引入废水蒸发浓缩系统，二者相互依托，在一体化系统中直接将高盐废水固液分离、固废分离：废水和硫酸铵完全回收利用，硫酸钠不含结晶水且含量高，且为粉状，可直接使用，达到了废水零排放、固体废物充分利用的环保要求和循环经济目标。可用于类似工艺的废水综合处理利用。