减少提钒系统废水研究

霍振军，兰 钢，官仁权，林 毅

(内江市川威特殊钢有限公司，四川内江 642469)

1 引言

特钢公司五氧化二钒厂自2008年底投产以来，各工序的生产都非常顺利，关键技术指标也有赶超同行业先进水平的趋势。但是生产上还存在一定的问题，主要为提钒系统的废水过多而制约生产，导致产量不能最大化。原来生产每吨五氧化二钒产生的废水量在65 m3左右，与国内同行业50 m3/吨片钒相比差距较大，并且吨钒废水量大使处理成本也相应增加了很多。为了减少生产过程废水的产生量，全面提升五氧化二钒厂的生产能力，同时减少废水处理所需的成本，公司对整个提钒系统产生的废水进行了研究，旨在降低提钒系统的废水量。

本文就通过研究沉钒后APV的洗涤过滤和浸出湿球磨用水等方面来减少提钒系统废水产量。

2 废水来源分析

五氧化二钒厂的废水主要有下面几个来源:①浸出工序湿球磨用于溶解熟料中可溶性钒的新水;②沉钒工序用于过滤洗涤APV的新水;③沉钒工序用于清洗沉钒罐和汇集罐的新水;④各种设备水。

浸出工序和沉钒工序原工艺流程如图1、图2。

图1 原浸出工序流程简图

图2 原沉钒工序流程简图

从上面两个简单的流程图就可以看出要减少提钒系统废水产生量，就要在浸出工序和沉钒工序所加的生活水上进行研究。

3 技术研究的内容及方案

3．1 技术研究内容

3．1．1 浸出工序

浸出工序湿球磨溶解熟料的水为生活水，需要加热才能使熟料中的可溶钒尽可能多的溶入水中，通过研究浸出工艺流程，我们可以将湿球磨用水改成浸出液，从而从源头上减少废水的产生。

五氧化二钒厂浸出工序为间接式浸出，要用热水分段浸洗4次，每段的浸出液分别储存在各自的储存罐里，一般一段的的浸出液含钒浓度在30～35 g/L，到二段以后浓度会大幅降低，用二段后一个或二个储存罐里的浸出液配比一段浸出液就可以使浓度降低在要求的25 g/L左右。因此研究用后几段的浸出液代替生活水做水浸熟料的液体。由于浸出后几段罐体中的含钒浓度较低，因此不存在影响溶解率的情况，而浸出液的碱性也对提高浸出率有好处。

通过实际生产证明，在使用生活水做水浸液体时，熟料浸出液的浸出率在98.8%左右，改为浸出液做水浸液体时，浸出率在99%左右，还略有提高。同时通过此方法可以减少废水，现行浸出工序的流程见图3。

图3 现行浸出工序流程简图

3．1．2 沉钒工序

沉钒工序原来在沉完一罐钒后用生活水来冲洗沉钒罐内壁粘连的APV，但是存在的问题是生活水冲洗后会导致部分APV返溶。同样的用生活水做过滤机过滤洗涤APV的水源也存在返溶的问题，同时也是废水量多的一个重要原因。

因此，在沉钒工序上要降废水产生量就要从上述两方面着手。首先就是研究用上清液来代替生活水来冲洗沉钒罐和汇集罐内壁粘结的APV。通过查阅资料，得出APV在pH值为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，这样用上清液进行洗涤不仅可以减少废水的产生量，而且可以减少钒的返溶，减少钒损失。

其次就是研究在过滤洗涤APV时用上清液代替生活水洗涤。在生产摸索中，发现直接用上清液过滤洗涤APV时效果不是很好，APV洗不干净，影响质量。而都用生活水来洗涤，一则APV返溶的较多，二来产生的废水量较多。通过研究多钒酸铵的溶解度，发现不同溶液条件下，增加H+，钒的溶解度会升高，增加NH+4钒的溶解度降低。加入上清液作洗涤用水时即降低了pH值，也增加了NH+4，所以要找一个最佳pH值。经反复试验后，发现当pH值在5～6之间时洗涤的效果最好。在实际生产中过滤时1、2段洗涤用生活水和上清液混合至pH6左右，而返洗水全用上清液，这样既减少了生活水，也能保证APV的质量，实际生产中可以减少3 m3/t的废水。

3．2 技术研究的方案

(1)将沉钒洗涤用水由沉钒上清液代替一部分清水，控制洗涤水的pH值和温度，保证既能减少废水量，又能最大化地降低APV在洗涤液中的溶解度;

(2)用沉钒上清液代替清水冲洗沉钒罐和汇集罐内壁粘结的APV，既可减少APV的返溶损失(APV在pH值2.5～3.5之间时溶解度最低)，也可以减少洗涤产生的废水量;

(3)浸出工序的用水实现循环使用，湿球磨用水由原来的清水改为2#收集罐浸出液，从源头上减少废水的产生;

(4)控制好合格液的含钒浓度，不要控制太高，使其在20～25 g/L。因为研究表明，含钒浓度在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)提高沉钒和浸出的操作水平，严格按照工艺技术方案要求进行操作，控制合格液中的有害杂质，减少由于操作失误和杂质过多产生的额外的废水。

4 结论

(1)通过对降低提钒系统废水量的研究，极大地降低了吨钒产生的废水量。从6月1日到6月21日间共生产片钒157.392吨，产生废水9320 m3，吨钒产生废水量为59 m3/吨，同比降低了6 m3/t。6月22日到7月19日生产片钒271.006吨，产生废水14140 m3，吨钒产生废水为52 m3/t，同比减少了13 m3/t。

(2)通过对降低提钒系统废水量的研究，同时降低了生产成本。废水处理所用辅料占整个五氧化二钒生产工艺的2/3，所以降低提钒系统废水产生量，对提钒降成本工作起到了很大的作用。年可降成本80万元以上，有力地推进了特钢公司“对标挖潜 降耗增效”降成本活动的顺利开展。

(3)通过对降低提钒系统废水量的研究，减少了外送水量。根据最新版本《钒工业污染物排放标准》的施行，对外送水量有了更加严格的要求。因此，在降低了提钒系统废水量之后，既满足标准中对外送水量的要求，也符合公司的环保理念。

综上，通过对降低提钒系统废水量的研究，在降低了吨钒产生的废水量的同时降低了成本，也达到了环保的要求。