一种稀土钠皂萃余液的资源化处理工艺的制作方法

文档序号:12774857阅读:392来源:国知局

本发明属于废水深度处理领域,尤其涉及一种稀土钠皂萃余液的资源化处理工艺。



背景技术:

稀土元素具有良好的物理和化学特性,广泛应用于新材料和高科技领域,是极其重要的战略物资。我国不但是一个稀土资源大国,稀土资源丰富,而且是稀土萃取分离大国,稀土萃取分离水平居世界领先水平。

稀土萃取分离,通常采用酸液(盐酸、硝酸或硫酸)从稀土矿中浸出稀土元素,然后用钠皂后的萃取剂(主要为P507)从浸出液中萃取稀土元素,金属萃取相用酸反萃后制备稀土产品,而经过钠皂萃取后的萃余液的主要成分为钠盐,除微量稀土元素外,还含有萃取剂、煤油等有机物以及重金属,成分复杂,传统的治理办法就是加石灰中和除重金属,活性炭除油,出水排放,存在纯水重金属不达标,活性炭无法实现再生,有效资源无法回收利用,更不能实现高纯产品的制备等问题。

随着经济的快速发展以及萃取技术的进步创新,截止目前,我国稀土萃取分离工业生产排放的废水,直接排放不但造成钠盐产品的浪费,而且已经对生态和环境造成了严重的影响,而对于稀土钠皂萃余液资源化处理的研究报道较少,亟待解决。

因此,发明人针对稀土钠皂后萃余液成分复杂的情况,查阅大量资料潜心研究,开发出一种稀土钠皂萃余液废水的资源化处理工艺,该工艺可广泛应用于稀土钠皂后产生的萃余液废水处理领域,具有良好的应用前景。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供了一种稀土钠皂萃余液废水的资源化处理工艺,该工艺有效地解决了钠皂萃余液的处理问题,而且实现了废水中有效资源的回收利用,废水达标排放,无二次污染产生,具有环境-经济的双重效益。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种稀土钠皂萃余液的资源化处理工艺,将预处理后的废水先进行除油处理同时降低COD,然后进行脱酸处理提高pH值,再通过吸附法去除重金属,最终得到的废水进一步蒸发结晶制备钠盐产品。

所述吸附法去除重金属得到的废水通过双极膜电渗析酸碱再生,得到的酸液和碱液返回工艺使用,淡水回用或排放。

所述酸碱再生通过双极膜电渗析得到酸液和碱液,淡水回用或排放。

所述蒸发结晶得到的钠盐产品纯度大于99.5%,冷凝水回用。

所述钠盐产品为硫酸钠或氯化钠产品。

除油处理采用除油材料可以一步将油含量去除至1mg/L以下,COD去除至50mg/L以下,回收的油返回萃取工艺。

所述脱酸处理可用扩散渗析或酸阻滞树脂将酸分离,脱酸后的萃余液pH为6~7,得到的酸液可回用于稀土矿的浸出工艺。

所述酸液可为盐酸或硝酸。

所述吸附法通过负载有活性吸附基团的材料吸附去除微量重金属,出水稀土元素、重金属浓度均小于0.1mg/L。

所述预处理为去除废水中的固体杂质、悬浮物。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1)本发明公开了一种稀土钠皂萃余液废水的资源化处理工艺,该工艺填补了现有钠皂萃余液资源化处理研究的空缺,真正地实现了资源回收利用的同时废水达标排放;

2)本发明工艺利用除油材料可以一步将油含量去除至1mg/L以下的同时将COD去除至50mg/L以下,效果明显,回收的油同样可以返回萃取工艺;

3)本发明工艺是一种集成资源化处理方法,除了蒸发结晶制备纯度大于95%的高纯钠盐产品外,还公开了双极膜电渗析实现酸碱再生,酸液和碱液返回工艺使用,整个工艺灵活、可控,可广泛应用于稀土钠皂萃余液废水处理领域。

附图说明

图1是本发明一种稀土钠皂萃余液废水的资源化处理工艺。

具体实施方式

为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:

如图1所示,一种稀土钠皂萃余液的资源化处理工艺,将预处理后的废水先进行除油处理同时降低COD,然后进行脱酸处理提高pH值,再通过吸附法去除重金属,最终得到的废水进一步蒸发结晶制备钠盐产品。

其中,吸附法去除重金属得到的废水通过蒸发结晶用于制备钠盐产品(氯化钠和硫酸钠),冷凝水回用,经本工艺蒸发结晶得到的产品纯度大于99.5%;

另外,吸附法去除重金属得到的废水还可以通过酸碱再生(双极膜电渗析)实现酸液和碱液的回收利用,返回工艺使用。

稀土钠皂萃余液中有机物主要成分为P507和煤油,除油处理采用除油材料可以一步将油含量去除至1mg/L以下,COD去除至50mg/L以下,回收的油返回萃取工艺;

稀土钠皂萃余液pH一般小于2,可用扩散渗析或酸阻滞树脂将酸分离,脱酸后的萃余液pH为6~7,得到的酸液可回用于稀土矿的浸出工艺,酸液可为盐酸或硝酸;

脱酸后的萃余液中还含有微量稀土元素、镍和镉等重金属,用负载有活性吸附基团的材料吸附去除微量重金属,出水稀土元素、重金属浓度均小于0.1mg/L;

稀土钠皂萃余液中含有不少悬浮物,需预先去除,预处理为去除废水中的固体杂质、悬浮物,以免后续工艺阻塞。

实施例1

某稀土企业的镨、钕钠皂萃余液,盐酸含量为10%,油200mg/L,COD为1950mg/L,镨、钕、镍含量分别为10、5和0.2mg/L,氯化钠含量为10%。

步骤1:取10L上述萃余液,过滤去除悬浮物;

步骤2:步骤1出水进入填装有ORZ除油材料的吸附柱吸附除油,出水油含量小于1mg/L,COD<50mg/L。吸附穿透后的材料用溶剂解吸,解吸液精馏回收溶剂和油,溶剂循环使用,油返回萃取工序;

步骤3:步骤2出水进入扩散渗析膜组件,出水pH=6.5(范围为6~7),回收的9%盐酸返回稀土矿浸出工艺;

步骤4:步骤3出水进入填装有活性吸附材料的吸附柱除重金属,出水镨、钕、镍含量小于0.1mg/L;

步骤5:步骤4出水达标排放,或蒸发结晶制备氯化钠产品,得到纯度为99.5%的氯化钠产品,冷凝水回用于生产工艺。

实施例2:

某稀土企业的铈钠皂萃余液,硫酸含量为1%,油20mg/L,COD为150mg/L,镧、铈、含量分别为0.5、1 mg/L,硫酸钠含量为10%。

步骤1:取10L上述萃余液,过滤去除悬浮物;

步骤2:步骤1出水进入填装有ORZ除油材料的吸附柱吸附除油,出水油含量小于1mg/L,COD<50mg/L。吸附穿透后的材料用溶剂解吸,解吸液精馏回收溶剂和油,溶剂循环使用,油返回萃取工序;

步骤3:步骤2出水进入酸阻滞床,出水pH=7,回收的1%硫酸返回稀土矿浸出工艺;

步骤4:步骤3出水进入填装有活性吸附材料的吸附柱除重金属,出水铈含量小于0.1mg/L;

步骤5:步骤4出水达标排放,或蒸发结晶制备硫酸钠产品,得到纯度为99.7%的硫酸钠产品,冷凝水回用于生产工艺。

实施例3:

某稀土企业的镧钠皂萃余液,硝酸含量6.3%,油49mg/L,COD为560mg/L,镧、铈含量分别为2和8mg/L,硝酸钠含量为8%。

步骤1:取10L上述萃余液,过滤去除悬浮物;

步骤2:步骤1出水进入填装有ORZ除油材料的吸附柱吸附除油,出水油含量小于1mg/L,COD<50mg/L。吸附穿透后的材料用溶剂解吸,解吸液精馏回收溶剂和油,溶剂循环使用,油返回萃取工序;

步骤3:步骤2出水进入扩散渗析膜组件脱酸,出水pH=6,得到的6%硝酸返回稀土矿浸出工艺;

步骤4:步骤3出水进入填装有活性吸附材料的吸附柱,出水镧、铈含量均小于0.1mg/L;

步骤5:步骤4出水主要为8%的硝酸钠溶液,进入双极膜电渗析酸碱再生,得到的7%硝酸和7%氢氧化钠分别返回浸出和皂化工序使用,淡水(0.6%)经电渗析进一步浓缩至8%后返回双极膜电渗析,电渗析淡水回用于生产工艺。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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