鎢冶煉過程中含氨氮廢水廢氣的處理與回收利用

謝泉文，黃德文

（廣西平桂飛碟鎢業(yè)有限公司，廣西 賀州 542800）

文章對鎢冶煉中的氨氮廢水廢氣進行了綜合回收處理，對氨氮廢水通過加堿進行氨活化后再進行吹脫回收氨，生產(chǎn)氯化銨，采用鹽酸和生產(chǎn)的氯化銨對流程中產(chǎn)生的氨氣進行循環(huán)吸收，最終能得到滿足工藝要求的氯化銨溶液，該工藝實現(xiàn)了氨氮在流程中的循環(huán)利用，起到了變廢為寶的作用，該流程簡單，易控制，易操作，成本費用較低。

1 鎢冶煉生產(chǎn)氨氮主要來源及分布情況

通過鎢冶煉離子交換法生產(chǎn)仲鎢酸銨（APT），冶煉過程中產(chǎn)生的氨氮廢氣主要產(chǎn)生于APT結(jié)晶蒸汽冷凝水以及部分尾氣，氨氮廢水主要產(chǎn)生于APT生產(chǎn)過程中的離子交換及APT結(jié)晶工序,根據(jù)氨在水中的溶解度，氨水蒸汽分離，分離效率達到94%～95%。

鎢冶煉廠高濃度氨氮來源及狀況：（1）結(jié)晶蒸汽冷凝水，NH3-N 濃度為 1500～2000mg/L，pH 值為 6～8；（2）結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水，NH3-N濃度為10000～20000mg/L，pH 值為 6.5～7；（3）解吸四段液及部分洗氯水，NH3-N濃度為 500～2000mg/L，pH 值為 6～8。

在鎢冶煉過程中，采用離子交換法生產(chǎn)APT，解吸劑的配制方法為5mol的NH4Cl及2mol的NH2OH。由理論計算可得每生產(chǎn)1tAPT需要消耗0.41tNH4Cl，但生產(chǎn)實際中卻需要消耗0.55～0.60tNH4Cl才能把吸附在樹脂上的WO42-解吸徹底，按此計算每生產(chǎn)1tAPT就多消耗140～190kg的 NH4Cl，相當(dāng)于 44～60kg的NH3進入解吸液中。

每生產(chǎn)1tAPT結(jié)晶過程游離NH3揮發(fā)量為120～128kg，結(jié)晶化學(xué)反應(yīng)釋放NH3量為76kg，每生產(chǎn)1t APT時所產(chǎn)生的結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水含NH3量達10～25kg，因此在APT生產(chǎn)過程中，如果不回收氨，每生產(chǎn)1tAPT大約有250～300kg的NH3進入廢氣或廢水中。

2 處理方法與原理

在鎢冶煉生產(chǎn)過程中，廢氣中的氨通過引風(fēng)機引入精餾塔，在溫度80～95℃范圍內(nèi)進行蒸餾，用鹽酸吸收氨。廢水中的氨氮，大多以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）形式存在，當(dāng)pH值逐步升高時，廢水中的游離氨比率大大增加。廢水中的氨氮采用吹脫方法處理，在堿性條件下采用空氣吹脫，使廢水中的氨氮不斷由液相轉(zhuǎn)移到氣相中，然后采用鹽酸吸收氣相中的氨，氨回收過程涉及到的反應(yīng)式如下：

2.1 結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水吹脫

將5m3仲鎢酸銨結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水泵入轉(zhuǎn)化槽中后加入氫氧化鈉溶液，濃度為200g/L,調(diào)pH值后，攪拌 10～30min 后泵入母液吹脫塔（Φ1×4.5）吹脫 1～4h，每隔1h取樣化驗氨氮濃度。

表1 結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水吹脫情況表

從表1可以看出，隨著pH的升高，有利于氨的吹脫，攪拌時間越長，氨氮的去除效果也較明顯，吹脫時間越長，吹脫效果越好。本工程設(shè)計經(jīng)回收后的廢水氨氮排放達到100mg/L以內(nèi)，考慮經(jīng)濟性，本工程選擇pH為12，攪拌時間為25min，吹脫時間為3h。

2.2 釜殘液吹脫

將5m3釜殘液泵入攪拌槽中后加入氫氧化鈉溶液，濃度為200g/L，調(diào)pH值后，攪拌10～20min后泵入釜殘液吹脫塔（Φ1×4.5）吹脫 1～2h，每隔30min取樣化驗氨氮濃度。

試驗1氨氮起始濃度3827mg/L，調(diào)pH為10，攪拌時間10min，吹脫1.5h后氨氮濃度為371mg/L；試驗2氨氮起始濃度4620mg/L，調(diào)pH為11，攪拌時間15 min，吹脫1.5h后氨氮濃度為76mg/L；試驗3氨氮起始濃度3645mg/L，調(diào)pH為12，攪拌時間20min，吹脫2h后氨氮濃度為48mg/L。

隨著pH的升高，有利于氨的吹脫，攪拌時間越長，氨氮的去除效果也較明顯，吹脫時間越長，吹脫效果越好。考慮經(jīng)濟性，本工程選擇pH為11，攪拌時間為15 min，吹脫時間為1.5h。

3 工藝流程

仲鎢酸銨結(jié)晶蒸汽及氨尾氣通過引風(fēng)機引入蒸餾塔中，溫度維持在80～95℃范圍內(nèi)，經(jīng)汽水分離器冷凝回收氨；氨氮廢氣蒸餾后的釜殘液與氨氮廢水泵入攪拌槽中，加入氫氧化鈉進行氨活化，調(diào)pH值為11～13，經(jīng)氨活化后泵至吹脫塔中，同時氨活化產(chǎn)生的氨廢氣引入吹脫塔中，吹脫時間為1.5～3h；吹脫過程中產(chǎn)生的氨氣與汽水分離器未冷凝的氨氣進入鹽酸噴淋塔進行循環(huán)吸收,生成氯化銨返回主流程配制解吸劑，回收的氯化銨濃度達到了190g/L。廢水經(jīng)吹脫塔吹脫后排入鎢回收系統(tǒng)回收鎢，最后廢水排入污水處理站進行化學(xué)處理，處理合格后排入工業(yè)園區(qū)廢水站。

4 結(jié) 語

鎢冶煉生產(chǎn)對氨氮廢水通過加堿進行氨活化后再進行吹脫回收氨，采用鹽酸和生產(chǎn)的氯化銨對流程中產(chǎn)生的氨氣進行循環(huán)吸收，生產(chǎn)氯化銨，返回主流程使用，回收的氯化銨濃度為190g/L。結(jié)晶母液及產(chǎn)品洗水加堿活化調(diào)pH為12，攪拌時間為25min，吹脫時間為3h，釜殘液加堿活化調(diào)pH為11，攪拌時間為15min，吹脫時間為1.5小時，氨氮除去效果較好。