[发明专利]一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法

说明书

本发明涉及一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法，选用多层网格镍钛基碳纳米材料嵌入多种金属氧化物粉体作为阳极，不锈钢/铝板作为阴极，形成一个电催化系统，同时，辅助于28WHz的超声隔膜空化系统，共同构建一个电催化与超声空化废水处理稀土提取系统。本发明优点在于：提取废水中稀土的提取率高；无需加药剂，没有二次污染；设备成本和运行成本低；资源化回收稀土，耗能低；具有较高的社会效益、环境效应和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法。

背景技术

素有“工业味精”、“新材料之母”美誉的稀土是不可再生的重要战略资源，其广泛应用于新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等领域。有效保护和合理利用离子型稀土资源，对于保护环境，加快培育发展战略性新兴产业，促进稀土行业持续健康发展，具有十分重要的意义。

然而，近年来随着稀土产业规模的进一步扩大，稀土行业在冶炼分离中，每年排放的废水量达几千万吨，废水中含有大量的稀土。

当前，许多研究者利用多种方法从稀土开采工矿废水中回收稀土。但这些稀土回收方法，过程非常复杂，导致成本高昂，同时导致二次污染。例如：“稀土矿山废渣废水治理微量稀土回收工艺”(CN101979335A) 采用石灰作为沉淀剂，使稀土离子生成氢氧化物沉淀与废水分离，该方法虽然简单，但由于水量大，需要用酸反调pH到中性才能排放。另外该方法回收稀土的效率不理想；“沉淀-萃取法从稀土矿山开采废水中回收稀土的工艺”(CN101974690A)采用氢氧化钙沉淀和P507有机萃取相结合的方法回收稀土，稀土回收率能够达到85％以上，这种方法萃取剂溶解损失大，成本高，易产生二次污染，而且通过沉淀池澄清过滤还要占用大面积的土地资源；“用普鲁士蓝胶体纳米粒子从低浓度稀土溶液中回收稀土的方法” (CN102352448A)利用普鲁士蓝胶体纳米粒子作为吸附剂，通过渗析膜回收稀土，这种方法稀土回收效率较高但同时也存在成本高、处理量小的问题。此外，采用树脂吸附法也比较简单，但负载量小，树脂成本高，稀土解析较为困难。

如何提供一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法成为研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种从稀土开采工矿废水中回收稀土的环保方法，选用多层网格镍钛基碳纳米材料作为阳极，不锈钢 /铝板作为阴极，形成一个电催化系统，同时，辅助于28WHz的超声空化系统，共同构建一个电催化与超声空化废水处理稀土提取系统，具体包括以下步骤：

第一阶段，废水的预处理：清除废水中的漂浮物、细沙、泥沙等杂物；通过200目的筛子过滤，让废水更加澄清，无杂质干扰废水处理，废水的pH值5-6；

第二阶段，电催化和超声空化处理：电催化系统与超声空化处理系统，选用多层网格镍钛基碳纳米材料作为阳极，不锈钢/铝板作为阴极的电催化系统，辅助于28WHz的超声空化系统，共同构建一个电催化与超声空化废水处理稀土提取系统，几分钟后该废水中不断有乳白色絮状物涌现，或有泡沫出现；

第三阶段，沉淀与过滤：经电催化和超声空化处理，水力停留时间2h后，解除电源，静置30-60min, 乳白色絮状物沉淀于容器底部，沉淀物上面是澄清的上清液，通过袋式过滤器或抽滤机，实现固液分离，固态部分就是可以回收的稀土。

作为一种优选方案，电催化系统采用直流充电机，电流20A，电压12-24V，电催化时间1.5-2.5h。电催化系统的阳极材料采用的是多层网格镍钛基碳纳米材料，多种金属氧化物粉体涂层，阴极材料是不锈钢或铝板。

作为一种优选方案，超声空化处理系统，规格：直径57mm，长度300mm，超声波功率：300W，超声波频率：28KHz，带超声波发生器一台；空化时间1.5-2.5h。