稀土萃取廢水中酸堿回收與循環(huán)利用

王衛(wèi)兵

（德慶興邦稀土新材料有限公司廣東德慶526600）

稀土萃取廢水中酸堿回收與循環(huán)利用

王衛(wèi)兵

（德慶興邦稀土新材料有限公司廣東德慶526600）

本文主要闡述了稀土萃取分離皂化工藝的分類(lèi)及其利弊，并根據(jù)節(jié)能降耗和減污增效的清潔生產(chǎn)理念提出一種稀土萃取廢水處理工藝，該工藝采取蒸發(fā)和膜吸收處理技術(shù)達(dá)到廢水中酸堿的分類(lèi)回收與循環(huán)利用，有效地降低生產(chǎn)成本，減少污染物的排放，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

稀土萃取；廢水；循環(huán)利用

稀土萃取分離過(guò)程中產(chǎn)生大量不同濃度的含有機(jī)相、鹽酸、重金屬、氨氮廢水，這些廢水污染物濃度較高，廢水量大，處理難度較高，長(zhǎng)期以來(lái)未能找到良好的解決方案。通過(guò)多年的實(shí)踐和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，本研究提出一種稀土萃取廢水處理工藝，該工藝采取蒸發(fā)和膜吸收處理技術(shù)達(dá)到廢水中酸堿的分類(lèi)回收與循環(huán)利用。

1 稀土萃取分離工藝

南方中重稀土分離體系主要采用P507-鹽酸萃取分離體系、環(huán)烷酸-鹽酸萃取提取釔體系[1]。在萃取分離前，首先溶解鹽酸將稀土精礦，制成氯化稀土溶液，然后分組萃取分離，并采用皂化劑將有機(jī)成分皂化。常用的皂化方式分為氨皂、鈉皂、鈣皂，其中氨皂工藝生產(chǎn)成本最低，槽體便于控制，但是產(chǎn)生高氨氮廢水是處理難題；鈉皂工藝避免了氨氮廢水的產(chǎn)生，但是運(yùn)行費(fèi)用高，而且會(huì)產(chǎn)生高鹽廢水，產(chǎn)品中含有的鈉離子對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量有一定影響，不符合清潔生產(chǎn)理念；鈣皂化運(yùn)行成本介于氨皂和鈉皂之間，既可以降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用又可以避免氨氮的產(chǎn)生，但是采用鈣皂會(huì)產(chǎn)生石灰渣，鈣皂化還會(huì)導(dǎo)致分離后的料液鈣離子偏高，問(wèn)題的解決需要消耗較多洗水，影響生產(chǎn)高純產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，氨皂工藝較為理想，但生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生酸和氨氮，水質(zhì)pH在1.0左右，呈強(qiáng)酸性。

2 稀土萃取廢水處理方法

2.1 含酸性廢水

稀土企業(yè)一般采用石灰中和的方法處理酸性廢水，這種工藝方法操作簡(jiǎn)單，石灰來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，處理成本較低，但是處理過(guò)程需要消耗大量石灰并產(chǎn)生石灰渣，增加廢液堿度，極易造成管道污垢等，在二次處理中再次造成廢水污染，實(shí)質(zhì)上增加了處理成本，也不利于環(huán)境保護(hù)。

2.2 含有機(jī)相廢水

稀土萃取分離行業(yè)采取有機(jī)萃取劑萃取分離稀土，廢水中還有溶解性的有機(jī)相，俗稱(chēng)含油廢水，根據(jù)油在溶液中的形態(tài)可分為懸浮油、分散油、乳化油、溶解油，含油廢水的處理通常采用化學(xué)氧化法、濾膜處理法、溶氣氣浮法，和微波震蕩氣浮法。化學(xué)氧化法采用強(qiáng)氧化劑將廢水中的有機(jī)相進(jìn)行氧化分解，處理費(fèi)用很高，濾膜處理法處理效果好，但是膜易被污染失去活性，更換維護(hù)成本高；溶氣氣浮法，可以有效去除廢水中含的大部分有機(jī)相，但是達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)；效果最為理想的是采取微波溶氣氣浮法，運(yùn)行穩(wěn)定，抗負(fù)荷能力高，處理成本低。

2.3 含氨氮廢水

氨氮廢水是稀土萃取分離中最嚴(yán)重的污染源，來(lái)源于萃取皂化工序使用的堿液（氨水），通常處理稀土萃取廢水的氨氮采用蒸氨法，揮發(fā)的氨氣采取硫酸溶液（硫酸銨）進(jìn)行吸收；或者在廢水中先加入硫酸，生產(chǎn)硫酸銨溶液，然后加熱蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)生的硫酸銨作為副產(chǎn)品外賣(mài)；或者采用直接加熱高氨氮廢水的方法，蒸發(fā)水分后產(chǎn)生大量氯化銨晶體。但這三種方法能源消耗大，產(chǎn)生的氯化銨或者硫酸銨的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。

2.4 含重金屬?gòu)U水

稀土廢水中含有鉛、鉻、鎘、砷等重金屬離子，通常先用石灰調(diào)節(jié)Ph值至偏堿性，然后投加重金屬絡(luò)合劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后再添加PAC和PAM等絮凝劑進(jìn)行沉淀分離，重金屬?gòu)U渣采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾制成泥餅，最后交給具有危廢處理資質(zhì)的單位進(jìn)行深度處理。該工藝技術(shù)成熟已被廣泛應(yīng)用。

3 稀土萃取廢水中酸堿回收與循環(huán)利用工藝

稀土萃取廢水中的酸來(lái)源于稀土礦溶解時(shí)使用的鹽酸，堿來(lái)源于有機(jī)相皂化時(shí)添加的氨水。稀土萃取廢水中酸堿分類(lèi)回收與循環(huán)利用工藝，首先將稀土萃取酸性廢水進(jìn)行蒸氣加熱，水中的氯化氫受熱進(jìn)行蒸發(fā)；然后采用純水進(jìn)行噴淋吸收，吸收飽和的鹽酸溶液返回到車(chē)間進(jìn)行溶礦或者作為萃取洗酸使用。這樣有效地節(jié)約了鹽酸，并通過(guò)蒸發(fā)鹽酸后使廢水酸度降低，pH升高，有利于進(jìn)一步降低污水處理費(fèi)用。廢水稀土萃取廢水通過(guò)蒸發(fā)鹽酸處理后，再加入液堿調(diào)節(jié)pH≥11，繼續(xù)蒸氣加熱，大約80℃時(shí)廢水中的氨氣會(huì)揮發(fā)出來(lái)，此時(shí)采用氨氣專(zhuān)用吸收膜進(jìn)行隔離純水吸收，形成氨水溶液，溶液濃度可以達(dá)到6-8mol/L，最后將吸收的氨水溶液返回到萃取車(chē)間供皂化使用。經(jīng)過(guò)脫氨處理后，廢水中的氨氮滿足《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB26451-2011排放限值要求，符合清潔生產(chǎn)理念。以1年分離3000t離子礦稀土為例，傳統(tǒng)工藝每年需要消耗鹽酸約2.4× 104t，需要消耗氨水約2.1×104t。通過(guò)稀土萃取廢水中酸堿分類(lèi)回收與循環(huán)利用工藝后，每年鹽酸消耗量可以減少30%以上，氨水循環(huán)利用率可以達(dá)到99.99%以上，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

稀土行業(yè)是高污染行業(yè)，稀土萃取廢水含有復(fù)雜的、高濃度的污染物，本研究采用蒸發(fā)和膜吸收處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水中酸堿的分類(lèi)回收與循環(huán)利用，此項(xiàng)技術(shù)工藝運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，具有廣闊應(yīng)用前景。

[1]田穎,王雨,高峰,丁一群.稀土冶煉廢水處理及循環(huán)利用工藝[J].環(huán)境工程,2014,11:15-17.

[2]王春梅,張永奇,黃小衛(wèi),龍志奇.稀土冶煉廢水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].有色冶金節(jié)能,2012,01:11-15.

王衛(wèi)兵（1982—），男，河南商水人，本科，中級(jí)環(huán)保工程師，主要研究方向：環(huán)境保護(hù)。