利用含釩廢渣生產高純度五氧化二釩的方法

朱建巖(河鋼承鋼釩鈦事業部，河北 承德 067000)

沈菲(河鋼承鋼檢驗檢測中心，河北 承德 067000)

利用含釩廢渣生產高純度五氧化二釩的方法

朱建巖(河鋼承鋼釩鈦事業部，河北 承德 067000)

沈菲(河鋼承鋼檢驗檢測中心，河北 承德 067000)

本文詳細介紹含釩廢渣中生產高純度五氧化二釩的具體工藝，并簡單介紹沉釩廢水對于環境與人體的危害性，介紹兩種容易在沉釩廢水方面的主要濃度與成分，分析其特性與共性。為今后相關工作提行之有效的參考。

含釩廢渣；高純度；五氧化二釩；生產方法

從含釩廢渣當中提煉五氧化二釩的主要方式有兩種，分別為鈉化焙燒法與鈣化焙燒法。前者主要特點在于提煉釩的工藝較為成熟，但是存在較為嚴重的污染，提煉成本也比較高。我國大多數的生產工藝都是這一種。后者相對而言工藝較為簡單，成本也比較低，焙燒過程更容易控制，可以消除氯氣等污染氣體。

1 廢水的形成與主要成分

1.1 沉釩廢水的形成

在傳統生產工藝當中，鈉化焙燒主要是將釩渣和鈉鹽混合，并在多塘爐、回轉窖內通過氧氣進行焙燒，并將釩轉變為可以融入到水中的釩酸鈉，并應用水、酸、堿等對焙燒熟料浸出掉，之后采用銨鹽沉釩法和水解的方式促使釩借助釩酸銨、多釩酸鈉等形式進行沉淀[1]。沉淀物主主要是通過煅燒之后融化成為工業所需要的五氧化二釩，其生產工藝的主要流程見圖1。

圖1 鈉化焙燒工藝流程圖

圖2 鈣化焙燒法流程圖

鈉化焙燒的沉釩廢水主要是形成于沉釩的過程中，在上清廢渣、過濾脫水的濾液當中。廢水當中的主要污染因素較多，其中最典型的便是高酸性、鐵、硫酸、五價釩等[2]。

鈣化焙燒法主要是將釩渣、石灰石等進行混合，并在回轉窖當中完成氧化鈣化焙燒的過程，將釩轉變為無法融入到水中的釩酸鈣，并應用稀釋酸將焙燒的熟料浸出，并生成可以融入到水中的釩化合物，之后應用水解沉釩法促使釩可以以水合五氧化二釩的多聚物形式生成。在沉淀物通過煅燒之后，可以融化制作成為工業化的五氧化二釩，其流程詳情見圖2。

鈣化焙燒法的沉釩廢水主要是形成在過濾的洗滌過程，并且在洗滌過程中的廢水和酸浸殘渣洗滌中形成的廢水中是沉釩廢水的主要形式。

沉釩廢水的成分特點主要有：1、沉釩廢水呈現較強的酸性。因為生產過程中均是應用酸進行浸出，所以工藝需要沉釩過程在酸性條件之下完成，所以沉釩廢水呈現較強的酸性；2、廢水當中的第一類污染物含量比較高五價釩與六價氯的含量比較高，其大多數都會遠超過相關排放標準當中對于第一類污染物的最高允許排放標準；3、廢水當中硫酸根的濃度比較大，同時鹽的含量比較高，兩種方式均會應用酸作為硫酸，這也是硫酸根濃度比較高的主要因素；4、鈉化焙燒在沉釩過程中會采用一定量的銨鹽沉釩，銨根離子此時會全部轉移到廢水當中，所以沉釩廢水中的氨氮濃度比較高，約為5400mg/L。

2 含釩廢渣生產高純度五氧化二釩中廢水的處理方法

氨氮廢水的處理方式主要有生物硝化法、折點氯化法、吸附法、化學成點法以及離子交換法。上述的方式可以最大程度的限制處理低濃度氨氮廢水，同時對于一些有色金屬的冶煉過程中所形成的高氨氮濃度廢水，普遍可以應用吹脫法的方式脫除掉氨氮。通過綜合考慮之后，處理成本和處理效果等方式，最終提出了關于“蒸氨塔蒸氮折點氯化”的方式除去氨氮。

對于含有鉻、釩的廢水處理有許多的典型治理方法，例如二氧化碳還原法、鐵氧體法、離子交換法、活性炭吸附法以及鐵屑過濾法等等。通過綜合對比之后，可以以硫酸亞鐵還原與石灰乳中合法的方式進行治理，不僅有著成本的優勢，同時治理效果也較為理想。

根據上述的分析，根據鈉化焙燒的方式生產五氧化二釩的工藝提出了下列的改進措施，工藝流程為：1、將廢水排入到調節池；2、放入到還原池同時當中加入硫酸亞鐵；3、加入石灰乳實現中和；4、一方面將蒸汽排入到蒸氨塔，另一方面通過濃縮之后沉淀并排入到蒸氨塔，排除氨氣之后實現硫氨生產，并在剩余的廢水中加入適當的鹽酸與氯片水萃鋼渣。加入硫酸亞鐵實現氧化還原反應可以將廢水當中各種元素進行還原，同時項目當中加入了2.1g/L的廢水，石灰乳的加入量可以保障廢水呈現堿性，并且將PH值保持在8左右，蒸氨塔當中的廢水必須在堿性的情況下進行反應，此時氨氮出水濃度約為100mg/L，出血之后加入鹽酸與氯片，并將剩余的氨氧化形成氮氣排除，從而完成生產。

按照某鈣化焙燒沉釩廢水，提出針對性的改進方案：1、將硫酸亞鐵加入到廢水當中，并在反應之后加入石灰乳，促使其以還原的形式進行沉淀，通過過濾之后再加入堿液進行沉淀，過濾之后便可以達到《污水綜合排放標準》當中所指出的一級標準，其中錳的含量約為3g/L。

3 結語

綜上所述，在含釩廢渣當中生產五氧化二釩的過程中，借助分析各種方式所形成的沉釩廢水性質與成分，提出相應的處理方法，希望可以為相關工作人員提供有效的參考依據與科學建議。

[1]唐紅建.溶劑萃取法制備高純度五氧化二釩及尾渣再利用研究[D].東北大學，2013.