离子交换法回收废水中钼金属的研究
2021-06-30李渭军王寒飞
李渭军,王寒飞
(金堆城钼业股份有限公司钼炉料产品部,陕西 渭南 714101)
0 引 言
钼酸铵和钼酸钠是石油化学工业和高分子合成工业催化剂、颜料以及特殊分析试剂的重要原料[1]。工业上制备钼酸铵的工艺是将钼精矿经过焙烧、酸洗、氨浸、净化、酸沉、转型、筛分合批、包装等一系列工艺流程加工成钼酸铵产品。在该过程中,生产出钼酸铵或者钼酸钠产品,会产生大量含钼废水。而这些废水中含有铜、镍、铁、铅、钼等金属离子,还有硅、磷、氨、氮等化合物,直接排放不仅造成资源浪费而且会对环境造成极大的污染[2]。
1 试验试剂及仪器
1.1 试验仪器
试验使用仪器见表1。
表1 试验仪器
1.2 试验试剂
试验使用试剂见表2。
表2 试验试剂
2 试验研究
2.1 钼离子价态形式的研究
本试验通过对不同含钼废水使用离子色谱仪和原子荧光光谱仪进行分析,得到离子价态形式见表3。
表3 不同pH下废水中钼的存在形式
2.2 含钼废水的pH对树脂吸附性能的影响
针对表3中Mo的存在形式,本试验选用D-314丙烯酸型弱碱性阴离子树脂、ZS-1螯合树脂和HYA-18螯合树脂对不同pH废水中进行吸附试验,试验结果见表4。
表4 不同树脂在不同废水中钼金属的吸附性能
由于钼精矿焙烧过程中产生低浓度SO2,经过水喷淋形成含钼稀酸淋洗液,为了控制试验在同一稀酸体系下进行,试验选用H2SO4进行调节含钼废水中的pH。而阴离子树脂中的阴离子基团为Cl基团,通过和钼酸根离子进行交换吸附。
2.3 钼浓度对树脂吸附性能的影响
选取pH=2的硫酸体系下的废水,取Mo浓度依次为0.8、1.6、2.4、3.2、4.8 g/L的废水进行动态模拟吸附试验,试验结果见图1。
图1 不同树脂在不同钼浓度下的饱和吸附性能
2.4 流速对树脂吸附性能的影响
表5为不同吸附速率对树脂吸附性能的影响。
表5 不同吸附速率对树脂饱和吸附性能的影响
选取Mo浓度为2 g/L,pH=3的废水进行动态模拟吸附试验。由表5可知,当吸附流速为3 BV时,ZS-1树脂饱和吸附量最大为33.5 kg/m3。树脂饱和吸附量随着吸附流速的增大,呈现先增加后减小的趋势,这是因为流速过小,树脂吸附层形成间隔过大,导致部分树脂并未吸附而穿透树脂;流速过大时,很容易穿透树脂层造成偏流现象。因此,吸附必须选取合适的吸附速率进行吸附。
2.5 解吸剂试验研究
表6为使用15%氨水和15%NaOH作为解吸试剂,对在pH=3,初始吸附废水钼浓度为2 g/L的饱和吸附树脂进行解吸。由表6可知,3种树脂的解吸率均在90%左右。
表6 不同解吸药剂对解吸率的影响
解吸率(%)=V×C/m。其中C为解吸液中Mo的质量浓度,V为解吸液的体积,m为树脂吸附总量。
3 结 论
(2)3种树脂在不同pH下饱和吸附量不同,当pH小于0.5时,使用螯合树脂可以回收废水中的钼金属。
(3)随着钼浓度的增加,树脂饱和吸附量呈递增,随着吸附速度的增加,树脂饱和吸附量呈现先增大后减小。
(4)不同解吸试剂对树脂解吸率有影响,使用15%氨水和氢氧化钠均可对其进行解吸,并且解吸率在90%左右。