[发明专利]稀土冶炼废水处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于本发明属水污染防治技术领域，具体涉及一种稀土冶炼废水处理工艺。

背景技术

我国稀土加工应用产业经过50余年的发展，已形成包括采矿、选矿、分离、冶炼、加工整个产业链。我国目前工业生产中大量使用的稀土矿物有三种：包头混合稀土、氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿。针对上述三大稀土矿产资源，我国形成了各自独立但又彼此相互关联的稀土矿采选和冶炼分离工艺技术，可归纳为：精矿分解提取→稀土分组、分离→稀土金属及合金制备三大段。

目前，我国稀土分组、分离工业几乎全部采用液—液萃取法，而且主要为HCl体系。主要萃取体系有①NH^4＋皂化P507—HCl萃取，②Na^＋皂化P507—HCL萃取，③环烷酸萃钇，④其他萃取体系，如P923-H₂SO₄萃铈、N1923-H₂SO₄萃钍等。

稀土冶炼、萃取分离生产过程中，需使用大量的酸碱、萃取剂等化工原材料，造成生产产生的废水中污染物种类多、污染物量大、不易分离、难以净化，严重污染周围环境。

国家对稀土企业的环保要求越来越严格。2011年颁布实施的《稀土工业污染物排放标准》（GB26451-2011）对企业提出较严格的标准限值要求；对稀土冶炼企业的废水污染物控制项目主要有pH值、悬浮物、氟化物、石油类、化学需氧量、总磷、总氮、氨氮、铀钍总量、总镉、总铅、总锌、总砷等。治理污染，保护环境，是每一个企业义不容辞的义务。稀土冶炼废水处理工艺的研究实施是十分必要和迫切的。

目前，重金属废水处理的方法大致可以分为三大类：(1)化学法、(2)物理处理法、(3)生物处理法。

(1)化学法

化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理，化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。

1）化学沉淀法

化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。

2）电解法

电解法是利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理，这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以，电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。

（2）物理处理法

物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。

1）溶剂萃取分离

溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触，可连续操作，分离效果较好。使用这种方法时，要选择有较高选择性的萃取剂，在萃取操作时要注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性，然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大，使这种方法存在一定局限性，应用受到很大的限制。

2）离子交换法

是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等。近年来，离子交换法在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面，离子交换法越来越展现出其优势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法，处理容量大，出水水质好，可回收重金属资源，对环境无二次污染，但离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用高。

3）膜分离技术

膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法，包括电渗析和隔膜电解。隔膜电解实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。

4）吸附法

吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭。活性炭有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。

（3）生物处理法

生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法。