減少提釩系統(tǒng)廢水研究

霍振軍，蘭 鋼，官仁權(quán)，林 毅

(內(nèi)江市川威特殊鋼有限公司，四川內(nèi)江 642469)

1 引言

特鋼公司五氧化二釩廠自2008年底投產(chǎn)以來，各工序的生產(chǎn)都非常順利，關(guān)鍵技術(shù)指標也有趕超同行業(yè)先進水平的趨勢。但是生產(chǎn)上還存在一定的問題，主要為提釩系統(tǒng)的廢水過多而制約生產(chǎn)，導致產(chǎn)量不能最大化。原來生產(chǎn)每噸五氧化二釩產(chǎn)生的廢水量在65 m3左右，與國內(nèi)同行業(yè)50 m3/噸片釩相比差距較大，并且噸釩廢水量大使處理成本也相應(yīng)增加了很多。為了減少生產(chǎn)過程廢水的產(chǎn)生量，全面提升五氧化二釩廠的生產(chǎn)能力，同時減少廢水處理所需的成本，公司對整個提釩系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水進行了研究，旨在降低提釩系統(tǒng)的廢水量。

本文就通過研究沉釩后APV的洗滌過濾和浸出濕球磨用水等方面來減少提釩系統(tǒng)廢水產(chǎn)量。

2 廢水來源分析

五氧化二釩廠的廢水主要有下面幾個來源:①浸出工序濕球磨用于溶解熟料中可溶性釩的新水;②沉釩工序用于過濾洗滌APV的新水;③沉釩工序用于清洗沉釩罐和匯集罐的新水;④各種設(shè)備水。

浸出工序和沉釩工序原工藝流程如圖1、圖2。

圖1 原浸出工序流程簡圖

圖2 原沉釩工序流程簡圖

從上面兩個簡單的流程圖就可以看出要減少提釩系統(tǒng)廢水產(chǎn)生量，就要在浸出工序和沉釩工序所加的生活水上進行研究。

3 技術(shù)研究的內(nèi)容及方案

3．1 技術(shù)研究內(nèi)容

3．1．1 浸出工序

浸出工序濕球磨溶解熟料的水為生活水，需要加熱才能使熟料中的可溶釩盡可能多的溶入水中，通過研究浸出工藝流程，我們可以將濕球磨用水改成浸出液，從而從源頭上減少廢水的產(chǎn)生。

五氧化二釩廠浸出工序為間接式浸出，要用熱水分段浸洗4次，每段的浸出液分別儲存在各自的儲存罐里，一般一段的的浸出液含釩濃度在30～35 g/L，到二段以后濃度會大幅降低，用二段后一個或二個儲存罐里的浸出液配比一段浸出液就可以使?jié)舛冉档驮谝蟮?5 g/L左右。因此研究用后幾段的浸出液代替生活水做水浸熟料的液體。由于浸出后幾段罐體中的含釩濃度較低，因此不存在影響溶解率的情況，而浸出液的堿性也對提高浸出率有好處。

通過實際生產(chǎn)證明，在使用生活水做水浸液體時，熟料浸出液的浸出率在98.8%左右，改為浸出液做水浸液體時，浸出率在99%左右，還略有提高。同時通過此方法可以減少廢水，現(xiàn)行浸出工序的流程見圖3。

圖3 現(xiàn)行浸出工序流程簡圖

3．1．2 沉釩工序

沉釩工序原來在沉完一罐釩后用生活水來沖洗沉釩罐內(nèi)壁粘連的APV，但是存在的問題是生活水沖洗后會導致部分APV返溶。同樣的用生活水做過濾機過濾洗滌APV的水源也存在返溶的問題，同時也是廢水量多的一個重要原因。

因此，在沉釩工序上要降廢水產(chǎn)生量就要從上述兩方面著手。首先就是研究用上清液來代替生活水來沖洗沉釩罐和匯集罐內(nèi)壁粘結(jié)的APV。通過查閱資料，得出APV在pH值為2.5～3.5的溶液中溶解度最小，而上清液的pH值在2．7左右，這樣用上清液進行洗滌不僅可以減少廢水的產(chǎn)生量，而且可以減少釩的返溶，減少釩損失。

其次就是研究在過濾洗滌APV時用上清液代替生活水洗滌。在生產(chǎn)摸索中，發(fā)現(xiàn)直接用上清液過濾洗滌APV時效果不是很好，APV洗不干凈，影響質(zhì)量。而都用生活水來洗滌，一則APV返溶的較多，二來產(chǎn)生的廢水量較多。通過研究多釩酸銨的溶解度，發(fā)現(xiàn)不同溶液條件下，增加H+，釩的溶解度會升高，增加NH+4釩的溶解度降低。加入上清液作洗滌用水時即降低了pH值，也增加了NH+4，所以要找一個最佳pH值。經(jīng)反復(fù)試驗后，發(fā)現(xiàn)當pH值在5～6之間時洗滌的效果最好。在實際生產(chǎn)中過濾時1、2段洗滌用生活水和上清液混合至pH6左右，而返洗水全用上清液，這樣既減少了生活水，也能保證APV的質(zhì)量，實際生產(chǎn)中可以減少3 m3/t的廢水。

3．2 技術(shù)研究的方案

(1)將沉釩洗滌用水由沉釩上清液代替一部分清水，控制洗滌水的pH值和溫度，保證既能減少廢水量，又能最大化地降低APV在洗滌液中的溶解度;

(2)用沉釩上清液代替清水沖洗沉釩罐和匯集罐內(nèi)壁粘結(jié)的APV，既可減少APV的返溶損失(APV在pH值2.5～3.5之間時溶解度最低)，也可以減少洗滌產(chǎn)生的廢水量;

(3)浸出工序的用水實現(xiàn)循環(huán)使用，濕球磨用水由原來的清水改為2#收集罐浸出液，從源頭上減少廢水的產(chǎn)生;

(4)控制好合格液的含釩濃度，不要控制太高，使其在20～25 g/L。因為研究表明，含釩濃度在25 g/L以上的合格液所用返洗水是20～25 g/L的合格液所用返洗水的1.4倍;

(5)提高沉釩和浸出的操作水平，嚴格按照工藝技術(shù)方案要求進行操作，控制合格液中的有害雜質(zhì)，減少由于操作失誤和雜質(zhì)過多產(chǎn)生的額外的廢水。

4 結(jié)論

(1)通過對降低提釩系統(tǒng)廢水量的研究，極大地降低了噸釩產(chǎn)生的廢水量。從6月1日到6月21日間共生產(chǎn)片釩157.392噸，產(chǎn)生廢水9320 m3，噸釩產(chǎn)生廢水量為59 m3/噸，同比降低了6 m3/t。6月22日到7月19日生產(chǎn)片釩271.006噸，產(chǎn)生廢水14140 m3，噸釩產(chǎn)生廢水為52 m3/t，同比減少了13 m3/t。

(2)通過對降低提釩系統(tǒng)廢水量的研究，同時降低了生產(chǎn)成本。廢水處理所用輔料占整個五氧化二釩生產(chǎn)工藝的2/3，所以降低提釩系統(tǒng)廢水產(chǎn)生量，對提釩降成本工作起到了很大的作用。年可降成本80萬元以上，有力地推進了特鋼公司“對標挖潛 降耗增效”降成本活動的順利開展。

(3)通過對降低提釩系統(tǒng)廢水量的研究，減少了外送水量。根據(jù)最新版本《釩工業(yè)污染物排放標準》的施行，對外送水量有了更加嚴格的要求。因此，在降低了提釩系統(tǒng)廢水量之后，既滿足標準中對外送水量的要求，也符合公司的環(huán)保理念。

綜上，通過對降低提釩系統(tǒng)廢水量的研究，在降低了噸釩產(chǎn)生的廢水量的同時降低了成本，也達到了環(huán)保的要求。