Переработка кислотных сточных вод производства ванадия

Abstract

Listen

Translate article

Ванадий и его соединения, например пентаоксид, токсичны и ядовиты для окружающей среды и человека. Ванадий является одним из важнейших элементов в современном мировом промышленном применении: до 90 % используется как легирующий элемент в металлургии, также он применяется в нефтедобыче, химических источниках тока, автомобильной, аэрокосмической, оборонной и других отраслях промышленности. Рост потребления ресурсов приводит к увеличению объема промышленных кислотных стоков. В процессе производства одной тонны ванадия образуется более 100 м3 кислых ванадийсодержащих сточных вод с содержанием серной кислоты 20 кг/м3, ванадия 0.6 кг/м3. Ионообменные мембраны широко используют в современных технологиях водоочистки, процессах утилизации сточных вод. Электродиализ с биполярными ионообменными мембранами применяется в процессах рекуперации кислот и оснований из солевых стоков. В настоящей работе исследованы три схемы электродиализной переработки кислотных ванадийсодержащих сточных вод на лабораторных ячейках. Все исследования проводили на реальной сточной воде российского металлургического предприятия по производству ванадия. Показано, что при прямой электродиализной переработке без предварительной предподготовки происходит значительное осадкообразование на мембранах. Наиболее эффективным является процесс предварительного осаждения многовалентных металлов из сточных вод щелочью с последующим применением электродиализа с биполярными мембранами. Данная схема была исследована на лабораторной установке с электродиализной ячейкой с 5 тройными камерами и рабочей площадью каждой ионообменной мембраны 5x20 см2. Эксперимент проводили при плотности тока 1-3 A/дм2. Показано что применение этого процесса позволяет выделить тяжелые металлы в виде гидроксидов при их осаждении щелочью, вернуть в технологический цикл серную кислоту с концентрацией 2.5-3.5 %, получить щелочь для осаждения металлов и вернуть очищенную воду в техпроцесс. Таким образом, разработана схема безреагентной технологии переработки сточных вод производства ванадия с возвратом очищенной воды, серной кислоты, ванадия, других ценных компонентов, позволяющая значительно уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду.