[发明专利]氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法

说明书

本发明公开了一种氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法，涉及氟碳铈稀土矿冶炼分离领域。本发明的氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法采用氟碳铈稀土矿冶炼分离中氯化体系的含有高浓度钙盐的废水作为除氟剂对高氟废水进行除氟，将氯化体系中含有高浓度钙盐的废水重复利用，避免两种废水各自排放，大大降低环保成本；除氟剂中杂质少，pH相对较低，除氟效果好，达到国家一级排放标准，省去二级、三级深度除氟工序，节约时间；除氟过程中，氟化钙的产率达到70%，作为氟碳铈稀土矿冶炼分离过程中的副产品，附加利润高。

技术领域

本发明涉及氟碳铈稀土矿冶炼分离领域，尤其是一种氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法。

背景技术

氟碳铈矿是全球稀土产业的主要矿种，具有代表性的矿山主要有美国芒廷帕斯稀土矿山、四川牦牛坪矿山、以及包头白云鄂博混合稀土矿和山东微山湖稀土矿。

四川氟碳铈矿氟含量在6％左右，采用“氧化焙烧-盐酸浸出-高温碱转化-水洗压滤-盐酸第二次浸出-浸出液净化除杂-萃取分离-沉淀-煅烧”工艺。其中水洗压滤工序会产生高氟废碱水，氟含量在6g/L左右。

传统化学沉淀法对废水除氟常用的沉淀剂为钙盐，如:生石灰、石灰乳、氯化钙等。通过向废水中投加含钙离子的药剂，将氟离子转化成难溶的CaF₂沉淀,离子反应方程式Ca2++2F-→CaF2↓。单独使用生石灰或石灰乳除氟时，即使pH值达到12以上，出水中的氟含量也在20-50mg/L左右，无法达到国家一级排放标准，需要进行二级、三级深度除氟。高氟废碱水中氟难以一次性除尽的主要原因是：一方面因为废水中SO₄^2－、CO₃^2－离子吸附在反应中生成的CaF₂微粒上，影响CaF₂生成反应的快速进行；另一方面由于石灰乳的溶解度较小，未能提供充足的Ca²⁺使之行成CaF₂沉淀。用水溶性较好的钙盐(如CaCl₂)作为沉淀剂，虽然出水氟离子能达到排放标准，但费用太高给企业带来一定的环保成本压力。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法，该方法采用氟碳铈稀土矿冶炼分离中氯化体系的含有高浓度钙盐的废水作为除氟剂，实现了废水的重复利用，零成本；除氟效果好，省去二级、三级深度除氟工序，节约时间；氟化钙产量高，附加利润高。

本发明采用的技术方案如下：

氟碳铈稀土矿冶炼分离中废水除氟的方法，其包括如下步骤：

(1)收集碱转高氟废水，经风机曝气均匀；

(2)向高氟废水中加入盐酸调节pH至9-11；

(3)向高氟废水中投入除氟剂对氟进行沉淀反应，除氟剂为氟碳铈稀土矿冶炼分离过程中氯化体系的含有高浓度钙盐的废水；

(4)加入盐酸调节反应后的废水pH至6-9；

(5)加入絮凝剂絮凝形成矾花，过滤后废水达标排放。

采用“氧化焙烧-盐酸浸出-高温碱转化-水洗压滤-盐酸第二次浸出-浸出液净化除杂-萃取分离-沉淀-煅烧”的工艺冶炼分离氟碳铈矿过程中，不仅在水洗压滤工序会产生高氟废碱水，在盐酸浸出、盐酸第二次浸出一级萃取分离过程还会产生大量的含有高浓度钙盐的废水。传统过程中，高氟废水和含有高浓度钙盐的废水分别处理后排放。本发明中，采用来自冶炼分离过程中氯化体系的含有高浓度钙盐的废水作为除氟剂，对高氟废水进行处理，实现了含钙废水的重复利用，降低成本；氯化体系的含有高浓度钙盐的废水杂质少，pH相对较低，除氟效果好，达到国家一级排放标准，省去二级、三级深度除氟工序，节约时间；氟化钙的产率达到70％，作为氟碳铈稀土矿冶炼分离过程中的副产品，附加利润高。