離子交換樹脂從酸性廢水中回收鉬的研究

王 磊，周新文，唐麗霞

(金堆城鉬業股份有限公司技術中心，陜西 西安 710077)

0 前言

稀有金屬鉬被譽為“工業味精”［1］，在工業生產中進行回收再利用意義重大。目前回收鉬的主要方法是浸出法，鉬回收研究重點也集中于廢液中鉬的回收，國內目前比較成熟的方法是:當廢液的pH 值在0.5～1.5 時，采用P204、P507 等磷類萃取劑萃取鉬［2］;當溶液的pH 值3～4 時，采用胺類萃取劑(N235 或者N1923)進行萃取［3］，或者采用D380、D314 等弱堿性樹脂進行提取鉬［4-5］。但是廢液pH值在1.5～3 時，廢水酸性介于強酸和弱酸之間，此范圍鉬的回收方法鮮有報道，本文針對廢液pH 值在1.5～3 的廢液采用3 種不同的離子交換樹脂對廢液中的鉬進行回收，同時測定計算交換量、回收率、除雜效果以及解析液的循環利用。

酸性廢水回收鉬的工藝循環如圖1 所示。鉬酸銨工業生產中的氧化鉬水洗之后會產生含鉬的酸性濾液(通常稱為酸性水洗廢水)，將酸性濾液中的鉬用離子交換樹脂回收后，通過堿性溶液解析的方法得到含鉬的解析液。最后將解析液注入氨浸液中生產制備鉬酸銨，達到鉬回收的效果。

圖1 酸性廢水回收鉬的工藝循環

1 實 驗

1.1 實驗原料

酸性廢水，去離子水，分析純試劑鹽酸、氨水、氫氧化鈉A100 樹脂，Ls-36y 樹脂，S984 樹脂

1.2 實驗廢水

實驗廢水為酸性廢水，pH 值在1.5～3 之間，主要化學元素指標見表1。

表1 含鉬廢水中主要離子含量 g/L

1.3 實驗方案

首先，采用離子交換樹脂將酸性廢水中的鉬吸附，當離子交換樹脂吸附鉬飽和后，再采用堿性溶液將吸附的鉬解析。主要實驗步驟包括以下幾個階段:

(1)離子交換樹脂柱的預處理:目的是將離子交換樹脂轉為氫型。將樹脂裝入交換柱，通過4 BV(4 倍樹脂體積)4%氫氧化鈉溶液，純水洗滌至pH中性。再通過4 BV4%鹽酸溶液，純水洗滌至pH＞5。

(2)離子交換樹脂柱吸附鉬:將酸性廢水通過已經預處理的離子交換樹脂柱，流速2 BV/h 左右，回收廢水中的鉬。

(3)離子交換樹脂解析:采用15%的氨水溶液，以流速3 BV/h 通過飽和的離子交換樹脂柱，解析離子交換樹脂吸附的鉬。

2 結果與討論

2.1 離子交換樹脂的交換飽和量測定

室溫條件下，流速為2 BV/h，進行飽和量測定，圖2 是3 種樹脂對鉬的穿透曲線。總的來看，鉬的穿透量由大到小為S984 ＞A100 ＞Ls-36y，相應的飽和量則應該是S984＜A100＜Ls-36y，即Ls-36y 樹脂飽和量最大。按照透過液中Mo＜1 g/L 為合格進行測定，Ls-36y 的飽和量為146.44 mg/mL，A100 為104.60 mg/mL，S984 為94.14 mg/mL。

圖2 鉬的穿透曲線圖

2.2 離子交換樹脂回收鉬的平均回收率測定

3 種樹脂通過10 BV 廢水后，根據實驗方案進行解析并計算鉬的回收率(見圖3)。3 種樹脂的平均回收率分別為99.2%、99.6%和99.5%，回收率都達到了99%以上。實驗表明，這3 種離子交換樹脂對酸性廢水中的鉬有較好的吸附作用，吸附率也較高。

2.3 吸附鉬的離子交換樹脂解析

實驗用廢水pH 在2～3 之間，鉬一般呈雜多酸根陰離子型態存在［6］，吸附鉬陰離子的樹脂不會吸附廢水中雜質陽離子。采用15%的氨水溶液能夠將吸附鉬的離子交換樹脂進行解析，圖4 是各樹脂解析液與廢水的雜質陽離子濃度對比，雜質陽離子都得到了有效的去除。

圖3 3 種樹脂對鉬的回收率(10 BV)

圖4 解析液與廢水中的雜質陽離子對比

2.4 解析液中陽離子雜質的去除率

通過解析液中陽離子與酸性廢水中的陽離子含量對比得到陽離子的去除率(見圖5)，列出了Ls-36y 樹脂的各雜質去除率，銅去除率為85%，鈣鎂的去除率可達99%。解析液中的陽離子雜質含量低，解析液與鉬酸銨生產工藝過程中的氨浸液化學元素對比如表2 所示。通過對比，解析液中的各主要雜質含量均低于鉬酸銨溶液雜質含量，能夠直接用于鉬化工產品的生產。

圖5 Ls-36y 樹脂對雜質陽離子的去除效果

3 實驗結果與討論

(1)采用離子交換樹脂可以回收pH 值在1.5～3 之間廢水中的鉬。

表2 解析液中的雜質陽離子含量 g/L

(2)Ls-36y 樹脂的飽和量較大，可以達到146.44 mg/mL。

(3)離子交換樹脂對酸性廢水中的鉬有較好的吸附作用，吸附率較高，均達到99%以上。

(4)含鉬的解析液中主要雜質元素含量低，能夠直接用于鉬化工產品的生產。

［1］張文樸.我國石油化工含鉬催化劑研究進展評述［J］.中國鉬業，2003，27(5):8-10.

［2］F R.valen.zuzela，J P.andrade，J sapag，C tapia and C basualto.The solvent extraction separation of molybdenum and copper from acid leach residual solution of chilean molybdenite concentrate［J］.Mineral Engineering，1995，(8):893-904.

［3］N latsenko Gerhardt，A A Palant，V A Petrova，R K Tagirov.Solvent extraction of molybdenum，tungsten and rhenium by diisododecylamine from leach liquors［J］.Hydrometallurgy，2001，60:1-5.

［4］李青鋼.離子交換樹脂吸附鎳鉬礦氯浸液中鉬的研究［J］.稀有金屬，2007，31(3):351-356.

［5］何煥杰.用D380 陰離子交換樹脂從硫酸銨溶液中提取鉬［J］.信陽師范學院學報(自然科學版)，1992，5(2):194-199.

［6］李循勛，文星照.用萃取方法從酸沉母液中回收鉬［J］.中國鉬業，1995，(5):11-13.