沉钒废水中铝和钒的分离回收方法研究

摘要

沉钒废水中由于含有超过环境容量多倍的金属离子，如果不经过处理直接排放到自然界中，将会对环境产生很严重污染，因此，为了保护环境，防治污染，必须大力发展钒工业生产工艺及治理污染技术的改进，使废水中的金属离子得以回收，这不仅具有一定的经济意义，而且对保持水体的健康、维护生态环境具有十分重要意义。
　　本文以南阳某钒矿的废水为研究对象，对其进行了废水的处理排放及废水中高浓度的铝、钒的回收。本实验采用三步法处理该废水，实现废水中有价金属的回收利用，优化各个工艺的参数，从而提高其处理的效果，最大程度回收废水中的有价金属，降低该工艺的处理成本，并使废水达到排放的标准。首先对该沉钒废水进行了化学成分分析，再用不同的方法对该废水进行处理，达到了很好的效果。本研究的主要内容有：
　　（1）针对酸性沉钒废水中含有高浓度的铁铝钒的特点，经过多次的对比实验分析，得出一个较佳的实验处理方法：除铁-沉铝-铵盐沉钒-纤维离子交换（低浓度钒)。通过实验得出，当除铁溶解铝钒的pH为13，除铁率可达99.4％，铝的溶出率达到92.1%，钒的溶出率达到90%以上；沉铝时的pH为5~9，铝的沉淀率为97.8%；氢氧化铝吸附溶液中钒酸根离子，呈现黄色，并对氢氧化铝进行洗涤试验研究，当氨水浓度为25 g/L、反应温度为40℃，反应时间30 min时，氢氧化铝的纯度达到97.3%。通过对氢氧化铝了分散研究，得出较佳的分散条件为：聚丙烯酸钠为分散剂，加入量为1.6 wt%,超声功率为300 W。
　　（2）经试验研究得出，酸性铵盐沉钒的最佳工艺条件：pH=2，加铵系数K=2.5，反应温度90℃，反应时间120min，反应搅拌的速度250 r/min，在该工艺条件下，沉钒率可达98.5%左右。
　　（3）最后本论文研究了PAN基多胺纤维对V（Ⅴ）的离子交换。探讨了静态时溶液的pH、纤维型式、温度、吸附时间对纤维交换量的影响，及解吸纤维时氢氧化钠的最佳浓度，实验结果表明：采用氯性纤维、试验在25℃、交换时间3h、pH=6~8时纤维饱和离子交换量为294 mg/g，废水中钒的去除率达到98.1%以上，以0.5 mol/L氢氧化钠对其进行解吸，解吸率达到98.02%以上；探讨了动态时温度和流速对饱和交换量的影响，实验结果表明：低流速、高温时纤维对钒的交换效果更佳。

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1 绪论

1.1 铝及铝资源的分布

1.2 钒及其综合利用

1.3 沉钒废水的危害及处理方法

1.4 本文的工作

2 沉钒废水中主要成分的测定方法

2.1 钒的测定—钽试剂（BPHA）萃取分光光度法

2.2 铝离子测定—试铁灵分光光度法

2.3 铁的测定—邻菲啰啉分光光度法

2.4 锌的测定—试铁灵分光光度法

2.5 六价铬的测定—二苯碳酰二肼分光光度法

3 沉钒废水中铝离子的分离

3.1 实验仪器及材料

3.2 实验原理

3.3 结果与讨论

3.4 氢氧化铝的提纯

3.5 表征

3.6 纳米氢氧化铝的分散

3.7 本章小结

4 酸性铵盐沉钒法分离钒

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 PAN基多胺纤维处理低浓度的含钒废水

5.1 引言

5.2 PAN基多胺纤维处理含钒废水的原理

5.3 实验的材料和仪器

5.4 实验内容与方法

5.5 结果与讨论

5.6 纤维处理工业含钒废水的实验

5.7 本章小结

6 结论

参考文献

作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果

个人简历

硕士期间发表的学术论文与研究成果

致谢