[發(fā)明專利]一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術處理方法及裝置

有效

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• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104291483A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 王志高;彭文博;王金榮;張建嵩;張宏;范克銀
• 申請（專利權）人: 江蘇久吾高科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 鄧唯

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技術領域

????本發(fā)明涉及一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術處理方法及裝置，具體地說涉及一種采用以膜分離技術為核心工藝將膜分離和傳統(tǒng)工藝相集成的處理離子型稀土礦山廢水工藝，屬于廢水處理領域。

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背景技術

南方離子型稀土礦在我國自上世紀70年代開采以來，經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，開采工藝已從最原始的“池浸工藝”發(fā)展成為現(xiàn)有的“原地浸礦工藝”，浸出劑也從氯化鈉轉變?yōu)榱蛩徜@。這種轉變對環(huán)境是友好的，一是避免了大規(guī)模的礦石開采的“搬山運動”，保護了礦山表面植被；二是硫酸銨浸出劑的使用也防止了氯化鈉對礦山的風化，而且硫酸銨中的氨又是植物生長所必須的營養(yǎng)，一定程度上還有助于環(huán)境的改善。

但以上工藝的改善卻并不能改變稀土礦山的生態(tài)環(huán)境。多年來，礦山開采所產(chǎn)生的廢水以及開采后留下的稀土殘礦中自流出來的廢水嚴重地浸蝕著環(huán)境。這些廢水中既含有0.01~0.1g/L的稀土離子，又含有2g/L左右的硫酸銨溶液，有些甚至還含有重金屬、氟離子和砷的化合物，含有這些物質(zhì)的廢水經(jīng)過長期的積累，濃度便會越來越高，隨著雨水的沖刷，便會流到礦山周圍的各個角落，傷害了綠色植被，影響著礦山的生態(tài)環(huán)境。

而稀土資源是我國的寶貴資源，不可再生，如果將這些廢水中稀土直接排放，將是對我國寶貴資源的極大浪費。另一方面，高氨氮的硫酸根廢水直接排入水體，將導致水體富營養(yǎng)化，降低水體觀賞價值，并且氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會對水生生物甚至人類的健康造成永久的傷害。2011年11月24日，環(huán)境保護部發(fā)布全國14個省級84家稀土企業(yè)中，只有15家企業(yè)廢水氨氮含量符合環(huán)保要求。因此，如何方便、經(jīng)濟地將稀土生產(chǎn)過程排放廢水中的有價稀土元素回收過來，且將氨氮含量降低到國家允許的標準已經(jīng)成為我國稀土生產(chǎn)企業(yè)急待解決的難題之一。

現(xiàn)有的稀土廢水處理工藝以沉淀法為主回收稀土。CN101979335A采用了石灰作為沉淀劑回收廢水中的稀土。CN?101974690A采用了石灰沉淀加萃取工藝回收了廢水中的稀土。這兩個專利都是采用石灰沉淀法處理稀土礦山的廢水而回收稀土。這種方法，投資成本和運行成本很低，但對環(huán)境一點也沒有改善，不但處理后稀土廢水中的稀土離子不能完全回收，而且處理后的稀土廢水呈堿性而又形成二次污染，并且過程中形成大量的石灰渣的固體污染物。CN?101870506A和CN?103232124A則采用離子交換樹脂的工藝處理稀土礦山廢水，回收了其中的稀土。但這兩個專利技術都存在著樹脂容易因重金屬離子的存在而中毒現(xiàn)象，而且飽和得很快，解吸附時又會產(chǎn)生大量的硫酸銨廢水。另外，值得注意的是，這幾個專利中只是提及了稀土離子的去除，并沒有提及到氨氮的去除，因而并不完整，對稀土礦山的環(huán)境改善不能完全起到有效作用。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決稀土廢水處理難度大、廢水中硫酸銨無法回收利用、資源浪費的問題。提出了一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術處理方法及裝置。

本方法利用膜分離技術處理稀土礦廢水，通過陶瓷膜去除其中的懸浮物固體，通過納濾膜除去其中的稀土離子，最后通過反滲透膜去除其中的氨氮。采用這種工藝，不但對稀土礦山廢水進行了有效的處理，使處理后的出水達到了綠色環(huán)保的要求；而且提高了稀土的回收率和硫酸銨的回收使用價值，進一步降低了投資和運行成本，給稀土礦山廢水的處理帶來了顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

具體的技術方案：

一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術處理方法，包括如下步驟：

第1步、對離子型稀土礦山廢水進行預除雜，得清液；

第2步、對清液用陶瓷膜過濾，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液；

第3步、將陶瓷膜清液用納濾膜進行濃縮，納濾濃液和納濾清液；

第4步、將納濾清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=3～5后用反滲透膜進行濃縮，得到反滲透清液和反滲透濃液。

預除雜是指炭濾、砂濾或多介質(zhì)過濾。

陶瓷膜過濾中膜面流速控制在1～3m/s；壓力為0.1～0.4MPa。

陶瓷膜平均孔徑范圍為0.02～0.2μm，材質(zhì)為氧化鋁、氧化鋯或者氧化鈦。

陶瓷膜過濾中進行反沖洗，反沖周期為30～60?min，反沖時間為5～10s。

納濾膜進行濃縮中，濃縮倍數(shù)10～30倍之間；納濾膜的操作壓力是1.0～3.5MPa。

納濾膜對在0.7MPa下，對2g/L硫酸鎂的截留率最優(yōu)是96～99%。