[發明專利]從硫酸稀土生產廢水中回收水和硫酸鹽類物質的方法

有效

• 申請號: 201410214545.2
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103979727A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 戴永琪;李蕾;戴臻寧
• 申請（專利權）人: 賽普（無錫）膜科技發展有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01C1/24;C01D5/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

技術領域

本發明涉及一種稀土濕法冶煉和化工生產所產生的污染物綜合治理方法，尤其是一種從硫酸稀土生產廢水中回收水和硫酸鹽類物質的方法。

背景技術

碳酸稀土是稀土行業中主要的產品之一。目前的生產工藝是：先采用濃硫酸焙燒，把稀土精礦與硫酸混合在回轉窯中焙燒；焙燒后的初級產品，加水浸出可溶性的稀土硫酸鹽，成為含硫酸稀土的浸出液；再往浸出液中加入碳酸氫銨或碳酸氫鈉，使稀土轉化為碳酸鹽半成品，通過沉淀和壓濾相結合的方法，獲得碳酸稀土粗制品；期間還經過除鐵等輔助工藝精制純化，得到純度較高的初級成品。

在使用上述工藝生產稀土產品過程中，會產生大量的含硫酸鹽、碳酸鹽等復雜組分的高濃度廢水，這部分廢水如果不加處理直接排放或滲入地下，會導致嚴重的環境污染，以至于使生產硫酸稀土為主要產品的北方某些地區的地下水硬度極高，造成飲用水源的不可逆轉的污染；同時，也會使水資源和其他有效成分白白浪費，增加了企業的生產成本。為此，國家工信部在2014年初發出了“稀土行業清潔生產技術推行方案的通知”，要求該行業加快先進清潔生產技術應用和推廣，提高行業清潔生產水平，大幅降低污染物排放強度。

目前，很多方法都能一定程度地對這種高污染廢水進行處理，如物理方法有蒸餾法、焚燒法；化學法有沉淀法、電滲析、催化裂解等。但以上這些方法存在諸如處理效率低、處理效果差、投資大、運行成本高、二次污染等問題，無法實現清潔生產目標。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種從硫酸稀土生產廢水中回收水和硫酸鹽類物質的方法，處理效率高、效果好、適應不同生產工藝和廢水成分，使廢水中的水和可溶性固形物得到收集，基本達到清潔生產要求的廢水零排放。

按照本發明提供的技術方案，所述從硫酸稀土生產廢水中回收水和硫酸鹽類物質的方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）廢水收集：分別收集碳酸氫銨沉淀和碳酸氫鈉沉淀二種工藝所產生的廢水，并檢測廢水的含鹽濃度確定含鹽濃度和主要組分；

（2）預處理：調節廢水的pH值為7.5~11.5進行水質調整，使廢水中的鈣鎂離子沉淀，沉淀后的上清液進行過濾；

（3）軟化處理：向預處理后的廢水中添加分散劑，分散劑的加入量為0.1~0.5L/噸廢水；再將廢水通過軟化膜，軟化膜采用磺化聚砜或磺化聚醚砜材料，由水泵提供進水動力，泵的揚程為0.6~2.0MPa；所述軟化膜產出的軟化水進入后道的反滲透濃縮處理得到回用水，所得的富集濃縮液進入蒸發濃縮工序或者沉淀工序；

（4）反滲透濃縮：經步驟（3）軟化后得到的軟化水，通過反滲透膜進行除鹽分離，反滲透膜采用聚酰胺、聚醚砜或納米級無機陶瓷材料，由水泵提供進水動力，泵的揚程為0.1~3.5MPa，進入反滲透膜的料液溫度是5~40℃；所述反滲透膜產出為回收水，反滲透膜截留的濃縮水與軟化膜得到的富集濃縮液一同進入蒸發濃縮工序或者沉淀工序。

進一步的，所述步驟（2）預處理中調節pH值采用氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉中的一種或幾種。

進一步的，所述步驟（3）軟化處理步驟采用的分散劑為聚環氧琥珀酸分散劑、聚天冬氨酸分散劑、聚馬來酸酐分散劑、丙烯酸和衣康酸的共聚物中的一種或幾種。

進一步的，所述步驟（4）反滲透濃縮步驟中反滲透膜的膜孔與膜面夾角為15~75度。

進一步的，對于碳酸氫銨沉淀工藝所產生的廢水在經步驟（3）和步驟（4）處理后，得到的濃水先進行硫酸銨回收工序；所述硫酸銨回收工序，是將步驟（3）和步驟（4）處理后得到的濃水透過滲透膜，滲透膜另一相為濃度為10%~30%的硫酸溶液，滲透膜的滲透壓為0.01~0.20MPa，水泵揚程為0.05~0.20?MPa；濃水中的氨離子透過滲透膜，與硫酸溶液結合為硫酸銨溶液；脫除氨離子后的濃水再進入蒸發濃縮工序或者沉淀工序。

進一步的，所述蒸發濃縮工序，是將步驟（3）得到的富集濃縮液與步驟（4）得到的濃縮水合并后，在蒸發濃縮設備中進行濃縮，蒸發濃縮設備的溫度為65~95℃，壓力為-0.05~-0.10?MPa；所述蒸發濃縮工序得到的水為回用水，得到的濃縮液經結晶和固化處理，得到硫酸鹽類固形物。

進一步的，所述固化處理采用三足刮刀自卸料式離心分離機、臥式螺旋分離機或板框壓濾機進行固形物分離，得到硫酸鹽類固形物。