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行鎢的冶煉，即將鎢精礦進行堿煮，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入鎢酸鈉溶液，在之后的進料吸附過程中便進入交后廢水中。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，并在實驗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用。鎢冶煉中是用強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堿性陰離子交換樹脂的親和力不同，達到離子分離并進入交后廢水中。
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，易于實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點。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，一開始設計的使用要求和設計標準與現(xiàn)在的冶煉設備結(jié)構(gòu)和使用要求不適應。錯誤劣質(zhì)的設計、施工和建設使得冶煉設備不能滿足正常使用，在冶煉設備存在使用不當?shù)仍颉?/p>
2、含砷及氨氮廢水處理分析
2.1 實驗內(nèi)容
該實驗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。
實驗方法：三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵3種鐵鹽溶液分別進行除砷實驗，每次實驗都將廢水中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。
實驗結(jié)果：當pH值被調(diào)整至7左右的時候，鐵鹽除砷的效果最佳;當溶液偏堿性時，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，三價鐵鹽效果優(yōu)于二價鐵鹽，當溶液pH值被控制在7~8之間時，三價鐵鹽的除砷率均達到95%以上，能達到排放標準的0.5mg/l以下，且三價鐵鹽中，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。實驗方法：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，將實驗廢水的pH值分別調(diào)節(jié)為4、6、8、10、12。
實驗結(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)工藝來進行決定的，因此我們可以改進生產(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)工藝來進行改進，通過原材料以及冶煉企業(yè)設備的改進來的讓用水量減少，對磨礦加水體積嚴格按照工藝要求執(zhí)行，在保證樹脂吸附能力的要求下嚴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，這是一個非常費水的過程，我們需要對其進行改進，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行重復利用，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。
?、劭刂蒲h(huán)水水質(zhì)循環(huán)水的主要控制指標為其污垢與化學元素的含量，我們需要將其存在的微生物進行殺死，然后把濃縮倍數(shù)進行控制，同時防止其對設備產(chǎn)生腐蝕，但是這種水不能投入到生活當中。
(4)生產(chǎn)廢水的循環(huán)利用。
由于工業(yè)用水的標準是不一樣的，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;壓濾機洗滌進行逆流洗滌回用。在工業(yè)生產(chǎn)當中，作為冷卻水利用時，要對其成分進行檢查，如果其鈣鎂離子比較多的話，可能會影響設備的運行，因為其可能會產(chǎn)生大量的水垢，這是我們應當重點注意的。
4、結(jié)論
鐵鹽沉淀法對除砷有較好的效果，三價鐵鹽除砷效果明顯優(yōu)于二價鐵鹽，pH控制在7~8之間除砷效果最佳，且三價鐵鹽中三氯化鐵在運行過程和實際操作中更適合，F(xiàn)e/As比6~8，反應時間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，反應時間20min左右。
要對于冶煉實際的生產(chǎn)水平要進行大幅度的提升，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，減少鎢冶煉過程中廢水的產(chǎn)生，并做好對廢水重復利用的工作，對于可以使用的資源要進行回收，對于排放過的水資源要進行觀察，使得其不再污染環(huán)境，所以對于這些不同種類的水資源，要進行合理的歸類，通過適宜的方法，讓它們最大化自身的價值。(來源：贛州華興鎢制品有限公司)