離子交換法回收廢水中鉬金屬的研究

李渭軍，王寒飛

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司鉬爐料產(chǎn)品部，陜西 渭南 714101)

0 引 言

鉬酸銨和鉬酸鈉是石油化學(xué)工業(yè)和高分子合成工業(yè)催化劑、顏料以及特殊分析試劑的重要原料[1]。工業(yè)上制備鉬酸銨的工藝是將鉬精礦經(jīng)過焙燒、酸洗、氨浸、凈化、酸沉、轉(zhuǎn)型、篩分合批、包裝等一系列工藝流程加工成鉬酸銨產(chǎn)品。在該過程中，生產(chǎn)出鉬酸銨或者鉬酸鈉產(chǎn)品，會產(chǎn)生大量含鉬廢水。而這些廢水中含有銅、鎳、鐵、鉛、鉬等金屬離子，還有硅、磷、氨、氮等化合物，直接排放不僅造成資源浪費而且會對環(huán)境造成極大的污染[2]。

1 試驗試劑及儀器

1.1 試驗儀器

試驗使用儀器見表1。

表1 試驗儀器

1.2 試驗試劑

試驗使用試劑見表2。

表2 試驗試劑

2 試驗研究

2.1 鉬離子價態(tài)形式的研究

本試驗通過對不同含鉬廢水使用離子色譜儀和原子熒光光譜儀進行分析，得到離子價態(tài)形式見表3。

表3 不同pH下廢水中鉬的存在形式

2.2 含鉬廢水的pH對樹脂吸附性能的影響

針對表3中Mo的存在形式，本試驗選用D-314丙烯酸型弱堿性陰離子樹脂、ZS-1螯合樹脂和HYA-18螯合樹脂對不同pH廢水中進行吸附試驗,試驗結(jié)果見表4。

表4 不同樹脂在不同廢水中鉬金屬的吸附性能

由于鉬精礦焙燒過程中產(chǎn)生低濃度SO2，經(jīng)過水噴淋形成含鉬稀酸淋洗液，為了控制試驗在同一稀酸體系下進行，試驗選用H2SO4進行調(diào)節(jié)含鉬廢水中的pH。而陰離子樹脂中的陰離子基團為Cl基團，通過和鉬酸根離子進行交換吸附。

2.3 鉬濃度對樹脂吸附性能的影響

選取pH=2的硫酸體系下的廢水，取Mo濃度依次為0.8、1.6、2.4、3.2、4.8 g/L的廢水進行動態(tài)模擬吸附試驗，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 不同樹脂在不同鉬濃度下的飽和吸附性能

2.4 流速對樹脂吸附性能的影響

表5為不同吸附速率對樹脂吸附性能的影響。

表5 不同吸附速率對樹脂飽和吸附性能的影響

選取Mo濃度為2 g/L，pH=3的廢水進行動態(tài)模擬吸附試驗。由表5可知，當(dāng)吸附流速為3 BV時，ZS-1樹脂飽和吸附量最大為33.5 kg/m3。樹脂飽和吸附量隨著吸附流速的增大，呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，這是因為流速過小，樹脂吸附層形成間隔過大，導(dǎo)致部分樹脂并未吸附而穿透樹脂；流速過大時，很容易穿透樹脂層造成偏流現(xiàn)象。因此，吸附必須選取合適的吸附速率進行吸附。

2.5 解吸劑試驗研究

表6為使用15%氨水和15%NaOH作為解吸試劑，對在pH=3，初始吸附廢水鉬濃度為2 g/L的飽和吸附樹脂進行解吸。由表6可知，3種樹脂的解吸率均在90%左右。

表6 不同解吸藥劑對解吸率的影響

解吸率(%)=V×C/m。其中C為解吸液中Mo的質(zhì)量濃度，V為解吸液的體積，m為樹脂吸附總量。

3 結(jié) 論

(2)3種樹脂在不同pH下飽和吸附量不同，當(dāng)pH小于0.5時，使用螯合樹脂可以回收廢水中的鉬金屬。

(3)隨著鉬濃度的增加，樹脂飽和吸附量呈遞增，隨著吸附速度的增加，樹脂飽和吸附量呈現(xiàn)先增大后減小。

(4)不同解吸試劑對樹脂解吸率有影響，使用15%氨水和氫氧化鈉均可對其進行解吸，并且解吸率在90%左右。