石煤鈉法提釩柱后廢液鎳、鎘離子交換的影響因素研究.pdf

1、釩是一種銀灰色的金屬，有延展性，質(zhì)堅硬，無磁性，耐鹽酸和硫酸、耐腐蝕，不被空氣氧化，溶于氫氟酸、硝酸和王水。主要用于在特種鋼、化工、特種玻璃、陶瓷、紡織、橡膠、油漆、照相、電影、醫(yī)藥、電池等產(chǎn)品中廣泛使用。
　　我國儲藏有豐富的釩、占有全球儲藏量11.6％，礦種主要為釩鈦磁鐵礦態(tài)釩和石煤態(tài)釩。釩鈦磁鐵礦主要集中在四川攀枝花地區(qū)和河北承德地區(qū)，石煤釩分布于19個省市（區(qū)）。
　　石煤提釩是我國釩冶煉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向，是石煤綜合

2、利用的一個重要途徑，具有重大的現(xiàn)實意義。國內(nèi)目前的工業(yè)提釩主要采用氯化鈉焙燒+水浸、氧化鈣（碳酸鈣）焙燒+酸浸、空白焙燒+酸浸、硫酸浸取等工藝。其中氯化鈉焙燒工藝釩收率最高、成本低、使用企業(yè)最多、具有較強生命力。但是，該工藝選用氯化鈉作為添加劑，在提釩的離子交換柱后液有一定濃度的鎳、鎘等重金屬離子，濃度為Ni2+1.0～8.0mg/L、Cd2+0.01～0.5mg/L。如果離子交換柱后廢液不處理、直接向環(huán)境排放，對周圍環(huán)境有一定污染，國

3、內(nèi)外對此的研究屬空白。本文針對這個問題，研究了離子交換柱后廢液中鎳、鎘等重金屬離子的去除條件，以期找出影響去除鎳、鎘等重金屬離子的去除工藝。
　　研究表明D113大孔徑弱酸性陽離子交換樹脂對Ni2+、Cd2+的交換容量大，交換容量受pH影響較大，最佳pH在6.5～8.0，最大值在pH7.2，樹脂的交換容量主要受羧酸根的電離度和Ni2+、Cd2+的氫氧化物的溶度積常數(shù)影響，柱后液濃度、溫度影響對樹脂的交換容量影響較小;001×7強酸

4、性陽離子交換樹脂較小，受pH、柱后液濃度、溫度影響較小。
　　研究表明處理Ni2+、Cd2+混合液時用D113樹脂優(yōu)先與Ni2+交換，前20min主要與Ni2+交換、Ni2+濃度急速降低;當Ni2+濃度是Cd2+濃度的60％時，樹脂對兩種離子同時交換;Ni2+優(yōu)先被交換完全、之后Cd2+全部交換。離子交換的能力順序為:Ni2+＞Cd2+，樹脂對Ni2+離子交換的能力是Cd2+的6.59倍，即K=KNi2+Na+/KCd2+Na+=

5、6.59。
　　研究表明，廢水溫度低、離子交換比較緩慢:10°的交換曲線比30°、50°曲線下降略微緩慢;溫度升高物質(zhì)溶解度增加:交換100min時50°條件下Ni2+的濃度略微大。溫度對樹脂處理廢水的影響總體比較小。。
　　鹽酸、氯化銨、氯化鈉的解析能力依次為鹽酸＞氯化銨＞氯化鈉，并且鹽酸的解析速度大于氯化銨和氯化鈉，氯化銨解析速度略大于氯化鈉，但是兩者差距不大。D113樹脂——離子解析有酸性作用和離子性作用兩種，由于樹脂

6、屬弱酸性的，解析時酸性作用大于離子性。解析劑濃度的影響主要表現(xiàn)在起始的解析速度，主要影響解析劑進入樹脂內(nèi)部、離子進入溶液本體的速度，二是解析劑陽離子(H+)與Ni2+離子的交換速度，解析速度順序為:3％鹽酸＜5％鹽酸＜10％鹽酸。濃度超過5％之后解析速度相差不大。解析劑濃度對解析劑進入樹脂內(nèi)部的速度影響較大。對最終解析效果影響不大。解析劑溫度的影響主要表現(xiàn)在起始的解析速度，溫度對最終解析效果影響不大。
　　柱后液經(jīng)D113樹脂處理