[發明專利]一種稀土工業廢水中去除鈣鎂的方法

在審

• 申請號: 201511015062.0
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105461002A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 宋靜;馬瑩;候少春;包呈敏;李娜;丁艷蓉;李二斗;張赟馨;張文娟;秦玉芳;王晶晶
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C02F1/26
• 分類號: C02F1/26;C02F103/16
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種稀土工業廢水中去除鈣鎂的方法，屬于濕法冶金和工業環境保護 技術領域。

背景技術

本發明是針對稀土冶煉過程中產生的硫酸銨廢水進行鈣鎂的去除。稀土冶煉過程 中，硫酸銨廢水的來源有兩處：

第一個來源為混合碳沉廢水。白云鄂博稀土礦是氟碳鈰礦與獨居石的一種混合礦，目 前，90%以上的白云鄂博稀土精礦采用濃硫酸強化焙燒工藝進行分解。在焙燒、水浸工序結 束后，一部分水浸液進入混合碳沉工序，與碳酸氫銨溶液并流進入碳沉槽，形成碳酸稀土漿 液。碳酸稀土漿液經過板框過濾后，濾液稱之為混合碳沉廢水，主要成分為硫酸銨。

第二個來源為萃取分離皂化廢水。除去進入混合碳沉工序的，剩余水浸液全部進 入萃取分離工序。采用P507與煤油的混合物為萃取劑，氨水為皂化劑，皂化有機與硫酸稀土 溶液混合后進行全撈萃取轉型，以鹽酸為反萃劑，經過Ce／Pr分組、La／Ce分組和Nd／Sm分組， 分別得到氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠釹及氯化釤銪釓四種料液。同時產生皂化廢水，主要成分 為硫酸銨。

目前硫酸銨廢水的處理方式為進入環保車間進行蒸氨處理，但由于鈣離子含量太 高，在蒸氨過程中與硫酸根離子結合，形成微溶的硫酸鈣沉淀，導致蒸氨系統經常性堵塞。 對于輕微堵塞，可以用敲打管道的方式處理堵塞物，而對于嚴重性的堵塞，則會造成管道全 部被堵塞，需要停產才能處理。同時，鎂離子含量高了，也會導致生產出的硫酸銨產品雜質 離子超標。

傳統除鈣鎂采用化學試劑法，但實驗證明，針對硫酸銨廢水，以碳酸氫銨為沉淀 劑，鎂離子去除率為0，鈣離子去除率為56.25%；以磷酸銨為沉淀劑，鎂離子去除率為 45.15%，鈣離子去除率為4.17%，實驗結果見表1。通過結果可見，采用化學沉淀法去除鈣鎂 離子，不但消耗大量化學試劑，廢水處理成本增大，而且鈣鎂離子去除效果欠佳，達不到解 決管道堵塞的問題。

因此，針對此問題，對硫酸銨廢水進行除鈣鎂的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對稀土工業廢水進行鈣鎂去除及分離的方法，以解決 在廢水處理過程中設備堵塞嚴重的問題。

本發明的方法是：以稀土酸法冶煉工藝產生的硫酸銨廢水為處理對象，以50%體積 比的P507加上50%體積比的磺化煤油作為有機萃取劑，在有機相與液相體積比為1~2，皂化 率為45%~60%的條件下進行萃取，萃取后靜置分層即可。

萃取靜置分層后，原硫酸銨廢水中鈣、鎂離子去除率均能達到90%以上，能有效減 少蒸氨系統管道堵塞問題。溶劑萃取分離是指含有被分離物質的水溶液與互不相溶的有機 溶劑接觸，使一種或幾種組分進入有機溶劑，而剩下的留在水溶液中，從而達到分離的目的 的一種方法。與傳統的分離方法相比，溶劑萃取法具有處理容量大，反應速度快，分離效果 好，可連續性生產，萃取劑可循環使用等優點。

本發明的優點是：處理方法簡單，只需在廢水出口處連接幾級萃取槽，出口的廢水 即可直接進蒸氨系統，經萃取靜置分層后，原硫酸銨廢水中鈣、鎂離子去除率均能達到90% 以上，解決了蒸氨系統管道堵塞嚴重的問題，可以實現連續性生產，處理容量大，反應速度 快，分離效果好，并且萃取劑可循環使用。同時，也減少了硫酸銨產品中的雜質離子含量，使 產品的品質得到提升。

具體實施方式

實施例1：在有機相與液相體積比為2:1，皂化率為30%的條件下，萃取靜置分層后， 測取萃余液中鈣鎂濃度。原硫酸銨廢水中鎂離子含量為8.55g/L，萃余液中含量為3.49g/ L，去除率達59.18%；原硫酸銨廢水中鈣離子含量為0.48g/L，萃余液中含量0.01g/L，去除 率97.92%。從上述實例可以看出，當皂化率低于45%時，原硫酸銨廢水中鎂離子的去除率較 低。實驗結果見表2。

實施例2：在有機相與液相體積比為2:1，皂化率為45%的條件下，萃取靜置分層后， 測取萃余液中鈣鎂濃度。原硫酸銨廢水中鎂離子含量為8.55g/L，萃余液中含量為0.74g/ L，去除率達91.35%；原硫酸銨廢水中鈣離子含量為0.48g/L，萃余液中含量小于0.01g/L， 去除率大于97.92%。實驗結果見表2。