二硫化钼生产废水的特征及资源化利用

1、二硫化钼生产废水的特征及资源化利用谷中鸣;成兰兴;霍二福;赵增兵;程伟琴;丁为公【摘 要】采用“颗粒富集电石渣中和离子交换”工艺处理二硫化钼化学提纯 产生的废水，考察了微滤膜孔径、水乳比因素对二硫化钼回收率和出水pH值的影 响实验结果表明:微滤膜孔径越小，二硫化钼回收率越高;水乳比越小，出水pH值越 高在采用微滤膜孔径0.2 pm、水乳比8:1的实验条件下二硫化钼回收率达到 99.76%,出水pH值达到6.95.经离子交换装置处理后的废水达到车间循环用水要 求【期刊名称】河南化工【年(卷),期】2017(034)008【总页数】3页(P31-33) 【关键词】 二硫化钼回收;酸性废水处理;资源

2、化利用【作 者】 谷中鸣;成兰兴;霍二福;赵增兵;程伟琴;丁为公【作者单位】 河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052;河南省化工研究所有限责任公司,河南郑州450052;洛阳申雨钼业有限责任公司,河南洛阳471000【正文语种】 中文中图分类】 X781Abstract:The “particle enrichment-neutralization of carbide slag- ion exchange process”is

3、 used for wastewater treatment of chemical purification of MoS2.Effect of membrane pore size,water/lime milk ratio on the recovery rate and pH value of the MoS2 is investigated.The experimental results show that the membrane pore size is smaller,the higher the rate of recovery of MoS2,water/lime mil

4、k ratio is smaller,the pH value of the effluent is higher.Under the experimental conditions that the membrane pore size 0.2 pm and water/lime milk ratio is 8:1,the recovery rate of MoS2 reaches 99.76%,the pH value reaches 6.95.The wastewater treatment by the ion exchange device reaches the requireme

5、nts of workshop recycling water.Key words:molybdenum disulfide recovery ; acid wastewater treatment ; resource utilization 高纯二硫化钼粉体具有独特而优良的机械、物理和化学性能，被誉为“固体润滑之 王”。二硫化钼润滑性适应环境条件宽，可以在高温1 427 C、低温-184 C、高 压3 200 MPa、高速40 m/s环境条件下保持较好的润滑性能，在真空条件下具 有比空气中更优越的润滑性能，是航天、军工、核工业等高新技术领域和民用工程 的高档固体润滑材料1。特殊处理的高纯二

6、硫化钼被称为类石墨烯，可应用于电 子信息行业2。目前国内外高纯二硫化钼产品供不应求。生产二硫化钼的工艺主要为天然法和合成法，天然法分为焙烧酸浸法、多段酸浸法 和浮选法三种。多段酸浸法是利用微波辅助浸出，依次通过四步将辉钼矿粉制备成 二硫化钼粉体，第一步用微波盐酸浸出，第二步用微波氢氟酸浸出，第三步用微波 氯盐浸出，第四步用去离子水洗净粉体，干燥后得到纯度为98%以上二硫化钼粉 体3。在多段酸浸法制备高纯二硫化钼的工艺中因每一次的过滤都要用去离子水 反复水洗到中性，因此会产生一定量的酸性废水，其中含有因过滤泄露产生的一定 量的超细二硫化钼粉体，附加值很高，如果能够加以回收，不但提高了经济效益，

7、同时也对后续的水处理再利用奠定了基础。回收后的废水经过处理达到一定的标准 即可实现再利用返回到生产中。张宗飞等4在含有颗粒物的酸性废水中通过沉降 过滤的技术处理废水中颗粒物，但只对大颗粒处理效果明显，水中的超细颗粒仍然 得不到很好的处理效果。对酸性废水的处理传统的方法都是用石灰乳中和，但处理 成本高5-7。本研究本着“以废制废”、“经济合理”的原则，通过自主设计的 颗粒富集电石渣中和离子交换净化系统将含有超细二硫化钼粉体加以回收， 除去二硫化钼超细颗粒的废水达到车间回用要求返回生产循环使用，实现生产废水 的零排放，同时提高了经济效益。仪器：iCAP RQ ICP-MS等离子体质谱仪，赛默飞世尔

8、科技（中国）有限公司； pHS-828型pH值计，北京华瑞博远科技发展有限公司；玻璃砂芯过滤装置规格 1 000 mL ;循环式真空泵SHZ-DL（m）,巩义予华仪器有限公司；称量瓶：030 mmx60 mL;电热恒温鼓风干燥箱DHG-9070A，巩义予华仪器有限公司； AL204 型电子天平：梅特勒托利多仪器（上海）有限公司；二硫化钼微滤富集装 置0500 mmxl 000 mL;离子交换树脂水处理装置，自制。材料：废水，来自生产车间；水质：pH值1.05、悬浮物208.5 mg/L、总Fe 47.0 mg/L、总 Ca mg/L、总 Mg 86.30 mg/L、总 Cu 5.50 mg/L

9、。电石渣：含 水率 23.2%、Ca（OH）2 88.10%（干基）、酸不溶物 4.9%、S 3.70 mg/L、Cl-2.20 mg/L。1.2.1 实验流程简图（见图1）1.2.2 试验方法按图1流程图所示将微滤罐、中和塔、砂滤柱、阳离子交换柱、阴离子交换柱、 富集槽依次连接。来自废水槽的生产废水经离心泵进入微滤罐，经过微滤罐滤去二硫化钼的清水，从 微滤罐上部出来进入中和塔与一定比例的电石渣乳充分混合反应，中和液进入砂滤 柱将水中不溶物过滤，出水再进入阳离子交换柱除去水中的阳离子，进入阴离子交 换柱除去水中的阴离子，符合要求的水返回车间循环使用。从微滤罐下部富集出来 的二硫化钼料浆进入富集

10、槽，再经过滤水洗得到超细二硫化钼粉体。使用不同孔径的微滤膜，计算二硫化钼回收率，找出最佳孔径的微滤膜；调节废水 进水和电石渣乳的加入比例（水乳比），通过出水后连续监测出水水质，确定最佳操 作条件。由于二硫化钼洗涤废水中的悬浮二硫化钼颗粒是过滤中从滤布中泄漏下来的，所以 颗粒很小，选择微滤膜的孔径大，则二硫化钼回收率低，后续水处理颗粒物难以达 到要求；选择微滤孔径过小，则过滤压力增大，同时还会有其它杂质带入二硫化钼 选择0.1 0.5 pm 5个型号的微滤膜进行实验，计算二硫化钼回收率，结果见表1。 从表1可以看出，废水中悬浮的二硫化钼颗粒物颗粒尺寸0.2 pm,为了最大限 度地回收二硫化钼，同

11、时减小系统阻力，节约能耗，微滤罐中微滤膜选择0.2 pm 为最佳。在最佳条件下，得到的二硫化钼粒度分布如图2所示。经过微滤罐除去二硫化钼的水颗粒物得到了较好治理，但水的酸性仍然很强，通过 中和塔用10%的电石渣乳液与酸性水进行中和，通过调节酸性水和电石渣乳液的 比例（水乳比）可以达到很好的中和效果，结果如表2所示。从表2可以看出，对处理酸性废水需要根据水中酸度大小合理调节酸性水和电石 渣乳的比例，加入量不足，对酸性的中和不起作用；加入量过大不但造成浪费，还 会增加水中溶解性盐分。因此，实验装置中水乳比控制8:1效果最佳。 实验装置在微滤罐和中和罐处理后加装一套由732阳离子交换树脂柱和717阴

12、离 子交换树脂柱组成的净化水装置，分别除去水中的阳离子和阴离子，以达到满足生 产车间用水的要求。离子交换净化水装置是成熟可靠的处理方法，使用的关键是控 制进水的流量和离子交换树脂的再生。在实验装置中经过离子交换装置处理的水质 情况如表3所示。由表3可以看出：经过微滤罐除二硫化钼颗粒，中和塔调节水的酸度，离子交换 装置进一步除去水中的阴阳离子，最终出水达到了车间循环用水要求。 采用颗粒富集电石渣中和离子交换系统对钼精矿化学提纯过程中产生的废水 进行超细二硫化钼回收，废水循环利用过程研究。实现了废水中超细二硫化钼的有 效回收，增加了经济效益，同时废水经过进一步的处理达到车间使用要求返回使用， 节约了水资源。因此，在微滤膜采用0.2 pm孔径的最佳条件下，二硫化钼的回收 率达到99.76%，二硫化钼颗粒D50 1.5 pm；在中和塔中水乳比8:1的最佳条 件下，出水pH值达到6.95 ；经过微滤和中和过程处理的水进入由732阳离子交 换树脂和717阴离子交换树脂组成的净化水装置处理的水达到车间循环用水要求 的指标。【相关文献】林春元，程秀俭钼矿选矿与深加工M.北京：冶金工业出版社,1996:396-398.杨久流高纯二硫化钼的制备工艺J有色金属，2000,19:19-23,28.赵维保，赵维根一种用辉钼矿制备二硫化钼的方法:中国,2010102557647P.2011-11-10.张宗