稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种稀土废水处理中产生的中和渣的综合处理与利用技术，属于环境 保护领域。
【背景技术】
[0002] 在稀土冶炼废水中，有萃取废水和碳沉(或者草沉）废水，这两股水均是强酸性废 水，废水的PH值均在0.2-2之间。在常规的废水处理中，首先对着两股水进行中和。因此， 中和之后会产生大量的中和渣。
[0003] 中和渣中含有大量的放射性元素，因此必须进行严格的处理。现在，对于中和渣的 处理方法使建库暂存，防止其对人体和动物产生伤害。
[0004] 对于渣库暂存的处理技术，产生的渣量对渣库的使用效率有绝对的影响，渣量越 小，渣库的使用年限越长。但若中和渣产生的量很大，很容易产生胀库现象。如何实现中和 渣的减量化资源化一直是中和渣处理中的难题。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的是为了针对现有的中和渣暂存技术，提供一种减少中和渣的产 生量，以及其资源化利用技术，以提高中和渣库的利用率，并回收中和渣中的稀土元素，实 现资源的最大化利用。
[0006] 本发明公开的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，主要包括 以下几个步骤： (1) 将中和渣煅烧，温度控制在800-1200°C左右，煅烧2-4个小时，使中和渣中的主 要成分分解，生成氧化钙，发生的主要反应有： CaC204-CaCO3+C0t; CaC03-Ca0+C0 2 个； Ca(OH) 2-CaO+H20 ; (2) 将煅烧后的中和渣用于萃取废水等酸性废水的中和，根据溶液pH补充石灰，调节 酸性废水的pH至6-9之间，反应充分后进行固液分离，固体为新产生的中和渣，新产生的中 和渣重复步骤（1)中的过程； (3) 重复步骤（2)的过程，如此循环煅烧2-10次； (4) 将最后一次煅烧后的中和渣，用盐酸溶解，通过萃取工艺，回收其中的稀土元素。
[0007] 优选的，步骤（1)中的煅烧温度为900-950度之间； 优选的，步骤（2)中酸性废水的pH调节到7-8之间； 优选的，步骤（2)中固液分离采用板框压滤的形式； 优选的，步骤（3)中循环煅烧的次数在3-5次之间； 优选的，步骤（4)中酸溶采用盐酸溶解，充分溶解后溶液的pH在1. 0-2. 0之间。
[0008] 本发明创造性的公开了一种中和渣减量化及资源化利用技术，本发明具有以下优 占. (1)中和渣的产生量大大减少。利用本研究技术可以将现有技术中产生3-5次的中和 渣量，减少至一次中和渣的量，中和渣的产生量减少了 2-5倍，对渣库的利用率显著提高。
[0009] (2)回收其中的稀土元素。中和渣经过多次煅烧后，可以进行酸溶，进而回收其中 的稀土元素，不会造成稀土元素的流失与浪费，并产生可观的经济效益。
【附图说明】
[0010] 图1 :湿渣重和煅烧后重量变化走势图。
【具体实施方式】
[0011] 为了更好地理解本发明，下面我们结合实施例对本发明进行进一步的阐述。
[0012] 实施例1 1.实验方法水样来自江苏新威稀土股份有限公司调节池的废水，调节池的废水主要是 萃取废水和碳沉废水的混合废水。
[0013] 取IL调节池废水于烧杯中，加入氧化I丐，调节pH至6-9,沉淀抽滤得中和渣 22. 13g，所产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，具体如表1所示。
[0014] 表1实验方案
将第五次煅烧后的中和渣，用盐酸溶解，充分溶解后溶液的PH在1. 0-2. 0,通过萃取工 艺，回收其中的稀土元素。
[0015] 2.对实施例1所述处理方法进行测定与分析，测定与分析所涉器材等如下： 实验器材：PH计、磁力搅拌器、电子天平、烧杯、抽滤机、滤纸、马弗炉、坩埚、坩埚钳、烘 箱、钥匙 实验药品：石灰、PAM(0? 1%) 测定指标：pH，利用pH测定仪测定；重量，单位：g，电子天平（0.OOlg) 3.采用WordOffice2003软件和Excel软件对实验数据进行分析统计，结果如下： 3. 1中和渣煅烧对渣量的影响 中和渣在进行循环煅烧后，其湿渣重和煅烧后的质量变化如表2中的数据所示。
[0016] 表2中和渣在进行循环煅烧后湿渣重和煅烧后的质量变化数据
由表2中数据可以看出，在补充氧化钙调节废水pH至中性后，中和渣的量在前三次煅 烧产生的湿渣量保持在20g左右的水平，没有成倍数的增加，但是在第四次和第五次煅烧 后渣量有一个明显的增加，相对于20g的水平，渣量增加了 32%左右。煅烧后的渣量随着煅 烧次数的增加呈增加的趋势，但是也是趋于稳定状态。湿渣重和煅烧渣重量的变化如图I所示。
[0017] 由中和渣煅烧_使用-煅烧的循环实验中可以得出，对中和渣进行煅烧可使中和 渣的产生量降低2-5倍之多，以前每中和一次就要产生一次中和渣，现在中和2-5次才产生 一次中和渣，大大减少了中和渣的产生量，提高了渣库的使用率和使用年限，实现了经济意 义和环境效益的双赢。
[0018] 3. 2中和渣循环煅烧使用对水中重金属元素以及放射性元素的影响 中和渣在进行循环使用和煅烧的过程中，重金属元素和放射性元素是不断积累的。在 这种情况下，本项目研究了该技术对废水中的重金属元素和放射性元素含量变化的影响。 其数据如表3所示。
[0019] 表3中和渣循环煅烧使用中重金属和放射性元素的变化数据(单位：ug/L)
由表3可以看出，原水水样中只有铅元素超标，其他重金属元素在排放标准值之内；放 射性元素中，铀的含量较高，而钍元素的含量很低。废水中铅元素随着煅烧次数的增加呈减 少的趋势，第五次煅烧渣利用后，铅元素的去除率达到了 99. 99%，几乎全部去除，效果很好。 但是，对于废水中的铀元素来说，随着煅烧次数的增加呈增加的趋势，第五次煅烧渣使用 后，对铀元素的去除率是82. 88%，相对于第一次的去除率降低了 13%。通过中和渣的煅烧一 使用一煅烧的过程后，水体中的重金属元素全部达标，重金属元素全部累积在中和渣中。
[0020] 3. 3中和渣循环煅烧使用对稀土含量的影响 中和渣在经过循环煅烧使用后，重金属元素是不断积累的，因此，稀土元素理论上也是 不断积累增加的。因此，本研究对第五次煅烧后的中和渣进行酸溶，并测定其中稀土元素的 总量，研究其资源回收的价值。取第五次煅烧后的中和渣，用PH在1左右的盐酸溶液，进行 酸溶，待全部溶解后定容至1000ml，测定其中的稀土总量。其具体数据如表4所示。
[0021] 表4调节池废水和中和渣中稀土元素的变化数据
由表4可以看出，在中和渣多次循环煅烧后，其中的稀土元素也逐渐累积，呈相应的倍 数增加，在煅烧五次之后，中和渣中的稀土元素累积了 3倍以上。因此，中和渣通过煅烧后， 通过酸溶、除杂、萃取等工序，可以回收其中的稀土元素，其产生的经济效益显著。
[0022] 由实施例1可见，本研究技术不仅能将中和渣减量，在现有技术中产生3-5次中和 渣，利用本研究技术产生一次中和渣。中和渣的产生量会减少2-5倍，对渣库的利用率显著 提高。此外，中和渣经过多次煅烧后，可以进行酸溶，进而回收其中的稀土元素，不会造成稀 土元素的流失与浪费，并产生可观的经济效益。因此，本技术不仅将中和渣减量，还能回收 其中的稀土元素，其经济效益和环境效益显著。
【主权项】
1. 稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其特征在于，主要包括以 下几个步骤： (1)将中和渣煅烧，温度控制在800-1200° C，煅烧2-4个小时，使中和渣中的主要成分 分解，生成氧化钙； (2 )将煅烧后的中和渣用于萃取废水等酸性废水的中和，另补充石灰，调节酸性废水 的pH至6-9,反应充分后进行固液分离，固体为新产生的中和渣，新产生的中和渣重复步骤 (1)中的过程； (3) 重复步骤（2)的过程，如此循环煅烧2-10次； (4) 将最后一次煅烧后的中和渣，用酸充分溶解，通过萃取工艺，回收其中的稀土元素。2. 根据权利要求1所述的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其 特征在于，步骤（1)中的煅烧温度为900-950度。3. 根据权利要求1所述的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其 特征在于，步骤（2)中酸性废水的pH调节到7-8。4. 根据权利要求1所述的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其 特征在于，步骤（2)中固液分离采用板框压滤的形式。5. 根据权利要求1所述的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其 特征在于，步骤（3)中循环煅烧的次数在3-5次之间。6. 根据权利要求1所述的稀土行业产生的中和渣减量化及资源化利用的处理方法，其 特征在于，步骤（4)中酸溶采用盐酸溶解，溶解完全后的pH在1. 0-2. 0之间。
【专利摘要】本发明提供一种减少中和渣的产生量，以及其减量化和资源化利用，提高中和渣的利用的方法，主要包括以下几个步骤：（1）将中和渣煅烧，温度控制在800-1200°C左右，煅烧两个小时，使中和渣中的主要成分分解，生成氧化钙；（2）将煅烧后的中和渣（主要成分是氧化钙）用于萃取废水等酸性废水的中和，另补充石灰，调节酸性废水的pH至6-9之间，反应充分后进行固液分离，固体为新产生的中和渣，新产生的中和渣重复步骤（1）中的过程；（3）重复步骤（2）的过程，如此循环煅烧2-10次；（4）将最后一次煅烧后的中和渣，用酸溶解，通过萃取工艺，回收其中的稀土元素。
【IPC分类】C22B59/00, C22B7/00, C01F11/04
【公开号】CN105087937
【申请号】CN201510432793
【发明人】马军军, 韩正昌, 高亚娟, 凌玲, 王志磊, 韩峰
【申请人】南京格洛特环境工程股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月22日