鎢冶煉過程中含氨氮廢水廢氣的處理與回收利用

謝泉文，黃德文

（廣西平桂飛碟鎢業有限公司，廣西 賀州 542800）

文章對鎢冶煉中的氨氮廢水廢氣進行了綜合回收處理，對氨氮廢水通過加堿進行氨活化后再進行吹脫回收氨，生產氯化銨，采用鹽酸和生產的氯化銨對流程中產生的氨氣進行循環吸收，最終能得到滿足工藝要求的氯化銨溶液，該工藝實現了氨氮在流程中的循環利用，起到了變廢為寶的作用，該流程簡單，易控制，易操作，成本費用較低。

1 鎢冶煉生產氨氮主要來源及分布情況

通過鎢冶煉離子交換法生產仲鎢酸銨（APT），冶煉過程中產生的氨氮廢氣主要產生于APT結晶蒸汽冷凝水以及部分尾氣，氨氮廢水主要產生于APT生產過程中的離子交換及APT結晶工序,根據氨在水中的溶解度，氨水蒸汽分離，分離效率達到94%～95%。

鎢冶煉廠高濃度氨氮來源及狀況：（1）結晶蒸汽冷凝水，NH3-N 濃度為 1500～2000mg/L，pH 值為 6～8；（2）結晶母液及產品洗水，NH3-N濃度為10000～20000mg/L，pH 值為 6.5～7；（3）解吸四段液及部分洗氯水，NH3-N濃度為 500～2000mg/L，pH 值為 6～8。

在鎢冶煉過程中，采用離子交換法生產APT，解吸劑的配制方法為5mol的NH4Cl及2mol的NH2OH。由理論計算可得每生產1tAPT需要消耗0.41tNH4Cl，但生產實際中卻需要消耗0.55～0.60tNH4Cl才能把吸附在樹脂上的WO42-解吸徹底，按此計算每生產1tAPT就多消耗140～190kg的 NH4Cl，相當于 44～60kg的NH3進入解吸液中。

每生產1tAPT結晶過程游離NH3揮發量為120～128kg，結晶化學反應釋放NH3量為76kg，每生產1t APT時所產生的結晶母液及產品洗水含NH3量達10～25kg，因此在APT生產過程中，如果不回收氨，每生產1tAPT大約有250～300kg的NH3進入廢氣或廢水中。

2 處理方法與原理

在鎢冶煉生產過程中，廢氣中的氨通過引風機引入精餾塔，在溫度80～95℃范圍內進行蒸餾，用鹽酸吸收氨。廢水中的氨氮，大多以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）形式存在，當pH值逐步升高時，廢水中的游離氨比率大大增加。廢水中的氨氮采用吹脫方法處理，在堿性條件下采用空氣吹脫，使廢水中的氨氮不斷由液相轉移到氣相中，然后采用鹽酸吸收氣相中的氨，氨回收過程涉及到的反應式如下：

2.1 結晶母液及產品洗水吹脫

將5m3仲鎢酸銨結晶母液及產品洗水泵入轉化槽中后加入氫氧化鈉溶液，濃度為200g/L,調pH值后，攪拌 10～30min 后泵入母液吹脫塔（Φ1×4.5）吹脫 1～4h，每隔1h取樣化驗氨氮濃度。

表1 結晶母液及產品洗水吹脫情況表

從表1可以看出，隨著pH的升高，有利于氨的吹脫，攪拌時間越長，氨氮的去除效果也較明顯，吹脫時間越長，吹脫效果越好。本工程設計經回收后的廢水氨氮排放達到100mg/L以內，考慮經濟性，本工程選擇pH為12，攪拌時間為25min，吹脫時間為3h。

2.2 釜殘液吹脫

將5m3釜殘液泵入攪拌槽中后加入氫氧化鈉溶液，濃度為200g/L，調pH值后，攪拌10～20min后泵入釜殘液吹脫塔（Φ1×4.5）吹脫 1～2h，每隔30min取樣化驗氨氮濃度。

試驗1氨氮起始濃度3827mg/L，調pH為10，攪拌時間10min，吹脫1.5h后氨氮濃度為371mg/L；試驗2氨氮起始濃度4620mg/L，調pH為11，攪拌時間15 min，吹脫1.5h后氨氮濃度為76mg/L；試驗3氨氮起始濃度3645mg/L，調pH為12，攪拌時間20min，吹脫2h后氨氮濃度為48mg/L。

隨著pH的升高，有利于氨的吹脫，攪拌時間越長，氨氮的去除效果也較明顯，吹脫時間越長，吹脫效果越好。考慮經濟性，本工程選擇pH為11，攪拌時間為15 min，吹脫時間為1.5h。

3 工藝流程

仲鎢酸銨結晶蒸汽及氨尾氣通過引風機引入蒸餾塔中，溫度維持在80～95℃范圍內，經汽水分離器冷凝回收氨；氨氮廢氣蒸餾后的釜殘液與氨氮廢水泵入攪拌槽中，加入氫氧化鈉進行氨活化，調pH值為11～13，經氨活化后泵至吹脫塔中，同時氨活化產生的氨廢氣引入吹脫塔中，吹脫時間為1.5～3h；吹脫過程中產生的氨氣與汽水分離器未冷凝的氨氣進入鹽酸噴淋塔進行循環吸收,生成氯化銨返回主流程配制解吸劑，回收的氯化銨濃度達到了190g/L。廢水經吹脫塔吹脫后排入鎢回收系統回收鎢，最后廢水排入污水處理站進行化學處理，處理合格后排入工業園區廢水站。

4 結 語

鎢冶煉生產對氨氮廢水通過加堿進行氨活化后再進行吹脫回收氨，采用鹽酸和生產的氯化銨對流程中產生的氨氣進行循環吸收，生產氯化銨，返回主流程使用，回收的氯化銨濃度為190g/L。結晶母液及產品洗水加堿活化調pH為12，攪拌時間為25min，吹脫時間為3h，釜殘液加堿活化調pH為11，攪拌時間為15min，吹脫時間為1.5小時，氨氮除去效果較好。