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粗TiCl4铜丝塔除钒废水是钛冶炼企业废水中重金属离子的主要污染来源之一。为了保护环境,提高资源综合利用率,本文对粗TiCl4铜丝塔除钒废水净化与综合回收进行了研究。研究结果表明,铜丝塔除钒废水采用共沉淀法或离子交换-沉淀法净化后,都能直接达到国家污水排放标准。铜丝塔除钒废水及其沉淀泥浆中的铜和钒分别以硫酸铜和五氧化二钒的形式回收,它们的回收率均在95%以上。
共沉淀净化法是废水经加碱调pH值至3.0~4.0后,加双氧水将V(Ⅳ)氧化成V(Ⅴ),再补加Cu2+将Cu/V摩尔比增大到7.5~8.5,然后再加碱中和至pH值7.5~8.5,室温搅拌20分钟过滤。滤液中Cu、V的含量均小于2.0mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8979-1996);滤渣中含Cu 45%~60%、V11%~15%,具有很高的综合回收价值。
离子交换-沉淀净化法是先加NaClO3将废水中的V(Ⅳ)氧化成V(Ⅴ),再加碱调pH值2.5~3.5,使废水中钒与部分铜分别以n2V10O284-和CuCl3-、CuCl42-的形态存在。由于弱碱性阴离子交换树脂对H2V10O284-的亲和力大于对CuCl3-、CuCl42-的亲和力,钒被吸附在树脂上,铜随交后液流出。负钒树脂用NaOH溶液解吸得解钒高峰液。解钒高峰液按化学计量的4倍加NH4Cl,pH值8~9,搅拌1h,沉淀析出偏钒酸铵。偏钒酸铵经500~550℃热分解得到V2O5产品,其质量达到GB3283-87的要求。离子交换后液加碱中和得沉铜渣。
粗TiCl4铜丝塔除钒废水沉淀泥浆中的碎铜丝、CuCl在水中歧化形成的铜粉具有很好的自氧化性。泥浆在空气中堆放一个月,接近90%的金属铜变成铜的氯氧化物。沉淀泥浆自氧化后与废水沉铜渣一起按液固比4:1,pH值为11,温度为80℃的条件下搅拌1h后过滤,滤渣加硫酸浸出,控制浸出终点pH值为2.5,浸出液直接蒸发浓缩至比重1.38g/cm3,冷却结晶得到的硫酸铜产品符合GB437-93的质量要求。