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稀土湿法冶金废水治理方法分析
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2020-11-01 15:47:41 浏览次数:
作者:邵方舟(德庆兴邦稀土新材料有限公司,广东肇庆526600)


  摘要:当前,随着稀土开发范围的逐渐扩大,稀土冶金期间出现了“三废”问题,特别是水污染十分严重。基于此,文章结合废水治理经验,探究了当下稀土湿法冶金水污染治理办法。

  关键词:稀土开发;湿法冶金;废水处理

  稀土属于工业生产中必不可少的关键资源,当前世界上的总量大概仅有10000 t 左右。而中国是世界上具备稀土资源最丰富的国家,大约1/2 的稀土资源均在中国境内,这样就保障了中国的工业发展。工业生产使得对稀土资源的需求量持续增加,对稀土进行冶炼分离时出现了“三废”问题:废气、废水和废渣,极大污染着生态自然。近几年的报道来说,不管是北部内蒙古,或者南部的广东及广西等地,均十分注重处理废水问题,并做了大量切实可行的措施。文章以某稀土生产单位形成的含有氨与镁的废水为研究对象进行分析。

  1 废水来源及特点

  中国稀土冶炼的途径有两种,即湿法冶金与火法冶金,前者常用于工业生产方面。按照所选稀土矿物类型及冶炼采取的工艺差异,稀土湿法冶炼阶段形成的废水也比较多样化。当前,稀土冶金阶段采取的矿物包含氟碳铈矿、独居石以及混合式稀土矿和离子式稀土矿等,这类矿物中通常含有氟与钍、铀以及镭等成分,在冶炼时会进入废水而危害周边环境。

  (1)酸性废水通常包含硫酸、盐酸、酸泡以及含氟等多种多样的废水。硫酸废水一般出现在三代酸法萃取过程,其污染物是硫酸。酸泡废水出现在酸法生产环节,废水包括H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+等成分。盐酸废水出现在草酸沉淀阶段,包括HCl等成分。尾气喷淋废水关键是稀土矿焙烧形成诸多有毒有害气体,尾气应当喷淋净化后排出,形成的喷淋废水中包含了HF、SO2 以及H2SO4等成分。

  (2)碱性废水其主要出现在碱法生产阶段,废水中含有NaOH、F等成本,主要污染物是碱与氟。

  (3)含放射性成分废水指用碱法处治独居石精矿加工过程,通过浸出、溶解、萃离和提纯等排出集中后的废水,含有放射性物质,主要污染物是钍、铀和镭等,该种废水成分十分复杂,不通过治理禁止排出。

  (4)含氨废水通常包含NH4Cl 废水、NH4NO3废水以及(NH4)2SO4废水等。其中,NH4Cl废水出现在稀土分离皂化和加工碳酸稀土环节,主要包括NH4Cl。NH4NO3废水即在稀土分离阶段,形成制备少氯和无氯单纯稀土氧化物环节出现的,主要包括NH4NO3。(NH4)2SO4废水是稀土加工中采取焙烧矿在配备碳酸稀土时出现的,主要包括(NH4)2SO4和少量Ca2+、Mg2+等成分。

  2 废水治理办法

  在治理废水时,要先管理好原料,尽可能选用污染成分少的物质;其次,积极开发使用新工艺,降低稀土废水的排出;最后,注重对稀土生产阶段废水形成的处理,加大废水使用率。唯有如此,方可降低废水内的有害成分,维护人类的生态环境。

  因为稀土湿法冶金行业的生产工艺不一样、处置稀土矿物的不同及产品结构的差异等所形成的废水类型也不同。所以不可能有相同的废水处置方式,在治理废水时,要认真研究废水水质,在了解稀土冶炼方法的前提下,对于含有不同成分的废水采取合适的治理方法。

  2.1 酸性废水治理办法

  酸性废水内通常包含H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg、HF 以及硫酸物质等成分,处理时能够采取直接中和法与回收硫酸、氟化盐法来处理。直接中和法,朝酸性废水内添加废碱液和石灰液体、电石渣等展开中和治理,中和废水里的酸性成分,并使废水里的有害物质形成沉淀物与盐类后清除,然后开展深度去氟与澄清治理,废水能合格排出。

  回收盐酸与氟化盐法,经冷却尾气、烯酸等手段,将洗涤内的硫酸成分集中到能回收的浓度(约40%),然后通过蒸发脱离氢氟酸,令液体内的硫酸体积分数升高至93%,分开的氢氟酸能得到回收,该措施没有二次污染,且能节省诸多水资源,极大降低了水治理压力。

  2.2 碱性废水治理办法

  碱性废水里通常含有氢氧离子、氟离子等成分,在废水治理中能采取中和沉淀法来治理。先加入废酸液得到中和,令酸碱值下降到5 左右,再添加熟石灰液来沉淀出有毒氟化物。

  2.3 含放射性成分废水治理方法

  独居石物质生产阶段形成的废水大都含放射性成分,如铀、镭以及钍等。针对这类放射性成分,能够采用沉淀析出与絮凝吸附途径来清理。就铀元素而言,将碱性溶液加进废水之后,酸碱值处于中性状态,其就能够和氢氧根融合后以沉淀方式析出。

  3 沉淀吹脱法治理废水

  3.1 实验环节

  该实验中,以某稀土单位的废水为研究对象,选择化学沉淀法治理废水,先清除废水里的氨元素与镁元素,然后吹脱治理废水,研究剩余氨的成分与部件结垢状况。测出的废水指标是NH3 8500 mg/L、镁离子9240mg/L;硫酸53600 mg/L。

  测试目的是基于废水里离子浓度的改变,明确其对氨及镁的干扰。首先将废水放于拌合机上加以搅拌,保持1h 后将高浓度的KOH 放入废水样本内,当测出废水的酸碱值上升至9 之后,以特定的比例添加OP(OR)3。等废水溶液恒定之后再分离沉淀与固液,检测废水上清液内的氨与Mg2+浓度。

  将高浓度的KOH 溶液加入分离出的清液和未治理过的废水里,测出酸碱值是11 左右,利用自备的玻璃吹脱法来吹脱测试两种溶液,保持36 h。反应结束后,检测两种溶液内的氨、磷酸根、Mg2+的浓度。在溶液中拿出铁片,放于干燥箱内干燥24 h,分别记载烘干前后的具体变化,进而得到铁片上结构性能的数值变化。

  3.2 实验结论

  大量实验获得数值表示,当溶液内的Mg2+与磷酸根离子的含量是1∶0.97 时,若磷酸离子含量的数值恒定,铵离子与Mg2+在废水里的浓度明显降低,废水治理效果最好。而且,通过沉淀治理之后的废水,吹脱效率与结果均比不实施沉淀治理的废水更为明显,结垢情况也有明显的控制。

  4 结语

  当前我国很多稀土单位都在冶炼阶段治理了废水,但由于治理不彻底,极大污染生态环境。对此,要求国家监管单位加大对废水排出的监督与指导力度,保证废水分类、规范治理,能够回收的物质实现回收与二次应用;探索与推广更为经济科学的废水治理方法,在降低企业压力的基础上,加强生态环保。