稀土濕法冶金廢水治理方法分析

邵方舟

（德慶興邦稀土新材料有限公司，廣東 肇慶 526600）

稀土屬于工業生產中必不可少的關鍵資源，當前世界上的總量大概僅有10000t左右。而中國是世界上具備稀土資源最豐富的國家，大約1/2的稀土資源均在中國境內，這樣就保障了中國的工業發展。工業生產使得對稀土資源的需求量持續增加，對稀土進行冶煉分離時出現了“三廢”問題：廢氣、廢水和廢渣，極大污染著生態自然。近幾年的報道來說，不管是北部內蒙古，或者南部的廣東及廣西等地，均十分注重處理廢水問題，并做了大量切實可行的措施。文章以某稀土生產單位形成的含有氨與鎂的廢水為研究對象進行分析。

1 廢水來源及特點

中國稀土冶煉的途徑有兩種，即濕法冶金與火法冶金，前者常用于工業生產方面。按照所選稀土礦物類型及冶煉采取的工藝差異，稀土濕法冶煉階段形成的廢水也比較多樣化。當前，稀土冶金階段采取的礦物包含氟碳鈰礦、獨居石以及混合式稀土礦和離子式稀土礦等，這類礦物中通常含有氟與釷、鈾以及鐳等成分，在冶煉時會進入廢水而危害周邊環境。

（1）酸性廢水通常包含硫酸、鹽酸、酸泡以及含氟等多種多樣的廢水。硫酸廢水一般出現在三代酸法萃取過程，其污染物是硫酸。酸泡廢水出現在酸法生產環節，廢水包括 H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+等成分。鹽酸廢水出現在草酸沉淀階段，包括HCl等成分。尾氣噴淋廢水關鍵是稀土礦焙燒形成諸多有毒有害氣體，尾氣應當噴淋凈化后排出，形成的噴淋廢水中包含了HF、SO2以及H2SO4等成分。

（2）堿性廢水其主要出現在堿法生產階段，廢水中含有NaOH、F等成本，主要污染物是堿與氟。

（3）含放射性成分廢水指用堿法處治獨居石精礦加工過程，通過浸出、溶解、萃離和提純等排出集中后的廢水，含有放射性物質，主要污染物是釷、鈾和鐳等，該種廢水成分十分復雜，不通過治理禁止排出。

（4）含氨廢水通常包含NH4Cl廢水、NH4NO3廢水以及（NH4）2SO4廢水等。其中，NH4Cl廢水出現在稀土分離皂化和加工碳酸稀土環節，主要包括NH4Cl。NH4NO3廢水即在稀土分離階段，形成制備少氯和無氯單純稀土氧化物環節出現的，主要包括NH4NO3。（NH4）2SO4廢水是稀土加工中采取焙燒礦在配備碳酸稀土時出現的，主要包括（NH4）2SO4和少量 Ca2+、Mg2+等成分。

2 廢水治理辦法

在治理廢水時，要先管理好原料，盡可能選用污染成分少的物質；其次，積極開發使用新工藝，降低稀土廢水的排出；最后，注重對稀土生產階段廢水形成的處理，加大廢水使用率。唯有如此，方可降低廢水內的有害成分，維護人類的生態環境。

因為稀土濕法冶金行業的生產工藝不一樣、處置稀土礦物的不同及產品結構的差異等所形成的廢水類型也不同。所以不可能有相同的廢水處置方式，在治理廢水時，要認真研究廢水水質，在了解稀土冶煉方法的前提下，對于含有不同成分的廢水采取合適的治理方法。

2.1 酸性廢水治理辦法

酸性廢水內通常包含 H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg、HF 以及硫酸物質等成分，處理時能夠采取直接中和法與回收硫酸、氟化鹽法來處理。直接中和法，朝酸性廢水內添加廢堿液和石灰液體、電石渣等展開中和治理，中和廢水里的酸性成分，并使廢水里的有害物質形成沉淀物與鹽類后清除，然后開展深度去氟與澄清治理，廢水能合格排出。

回收鹽酸與氟化鹽法，經冷卻尾氣、烯酸等手段，將洗滌內的硫酸成分集中到能回收的濃度（約40%），然后通過蒸發脫離氫氟酸，令液體內的硫酸體積分數升高至93%，分開的氫氟酸能得到回收，該措施沒有二次污染，且能節省諸多水資源，極大降低了水治理壓力。

2.2 堿性廢水治理辦法

堿性廢水里通常含有氫氧離子、氟離子等成分，在廢水治理中能采取中和沉淀法來治理。先加入廢酸液得到中和，令酸堿值下降到5左右，再添加熟石灰液來沉淀出有毒氟化物。

2.3 含放射性成分廢水治理方法

獨居石物質生產階段形成的廢水大都含放射性成分，如鈾、鐳以及釷等。針對這類放射性成分，能夠采用沉淀析出與絮凝吸附途徑來清理。就鈾元素而言，將堿性溶液加進廢水之后，酸堿值處于中性狀態，其就能夠和氫氧根融合后以沉淀方式析出。

3 沉淀吹脫法治理廢水

3.1 實驗環節

該實驗中，以某稀土單位的廢水為研究對象，選擇化學沉淀法治理廢水，先清除廢水里的氨元素與鎂元素，然后吹脫治理廢水，研究剩余氨的成分與部件結垢狀況。測出的廢水指標是NH38500mg/L、鎂離子9240 mg/L；硫酸 53600mg/L。

測試目的是基于廢水里離子濃度的改變，明確其對氨及鎂的干擾。首先將廢水放于拌合機上加以攪拌，保持1h后將高濃度的KOH放入廢水樣本內，當測出廢水的酸堿值上升至9之后，以特定的比例添加OP（OR）3。等廢水溶液恒定之后再分離沉淀與固液，檢測廢水上清液內的氨與Mg2+濃度。

將高濃度的KOH溶液加入分離出的清液和未治理過的廢水里，測出酸堿值是11左右，利用自備的玻璃吹脫法來吹脫測試兩種溶液，保持36h。反應結束后，檢測兩種溶液內的氨、磷酸根、Mg2+的濃度。在溶液中拿出鐵片，放于干燥箱內干燥24h，分別記載烘干前后的具體變化，進而得到鐵片上結構性能的數值變化。

3.2 實驗結論

大量實驗獲得數值表示，當溶液內的Mg2+與磷酸根離子的含量是1∶0.97時，若磷酸離子含量的數值恒定，銨離子與Mg2+在廢水里的濃度明顯降低，廢水治理效果最好。而且，通過沉淀治理之后的廢水，吹脫效率與結果均比不實施沉淀治理的廢水更為明顯，結垢情況也有明顯的控制。

4 結語

當前我國很多稀土單位都在冶煉階段治理了廢水，但由于治理不徹底，極大污染生態環境。對此，要求國家監管單位加大對廢水排出的監督與指導力度，保證廢水分類、規范治理，能夠回收的物質實現回收與二次應用；探索與推廣更為經濟科學的廢水治理方法，在降低企業壓力的基礎上，加強生態環保。