[发明专利]全循环处理稀土废水的方法

说明书

技术领域 本发明涉及一种全循环处理稀土废水的方法。

背景技术 稀土元素是镧系元素和钇、钪17种元素的总称，由于他们的性质 相似而难以分离。稀土矿物有：氟碳铈矿、独居石矿、混合矿(白云鄂博矿即 属此类)、稀土离子矿。一、目前工业上处理独居石矿和混合矿采用碱法和硫酸 法。品位大于60％的矿物可采用碱法或硫酸法，硫酸法由80年代初北京有色 金属研究总院开发的硫酸强化焙烧分解混合型精矿工艺(徐光宪主编，稀土， 第二版上册，冶金工业出版社，2002，P401，P408)；品位小于50％的矿物大多 采用硫酸法，如包头地区稀土生产厂大部分采用硫酸法。该工艺将稀土精矿与 过量浓硫酸混合后在400℃～500℃进行高温强化焙烧，焙烧物经水浸出，水溶 液酸度为0.05～0.5mol/L，稀土可溶性硫酸盐进入水溶液，非稀土杂质如Ca、 Mg、Fe等也进入水溶液。二、稀土焙烧物浸出液的中和。稀土焙烧物浸出液经 碱土金属氧化物或碳酸盐中和到pH3～4制得稀土水浸液。80年代初稀土焙烧 物浸出液中和主要采用CaCO₃，引起产生大量的CaSO₄·2H₂O沉淀，渣量太大， 严重影响稀土收率。未采用碱金属氢氧化物或盐类的原因是碱金属硫酸盐与稀 土金属硫酸盐生成复盐沉淀，影响稀土收率。到80年代末改用MgO中和，因 MgSO₄在水中溶解度高也不会与稀土硫酸盐生成复盐而引起稀土损失，此工艺 一直沿用至今。为提高稀土水浸液的浸出率及溶液浓度，浸出过程中可采用加 入盐酸或硝酸的办法，得到含硫酸盐、氯化物、硝酸盐一种或2-3种的稀土浸出 液。稀土焙烧物浸出液经中和后为水浸液，组成为：REO15～60g/L，CaSO₄(以 CaO计)0.5～1g/L实际是CaSO₄的饱和溶液，MgSO₄(以MgO计)1～10g/L。

三、废水来源。

经制得的水浸液为硫酸溶液，生产上大多根据需要转到盐酸、硝酸体系。 目前工业上主要采用三种工艺，也就有三种工艺废水产生。

第一类：稀土元素与稀土元素分离

采用北京有色金属研究总院非皂化的P204稀土分离技术。水浸液先经非 皂化的P204 Nd/Sm分组，萃余液经MgO中和、澄清，再经非皂化的P204萃 取分离轻稀土元素与非稀土杂质。

废水产生于以硫酸法处理稀土原料得到的含硫酸盐、氯化物、硝酸盐一种 或几种的稀土水浸液，经非皂化的P204(D2EHPA，二(2-乙基己基磷酸酯)与 非皂化的P507(DEH/EHA，2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)C272(二(2，4， 4三甲基戊基)膦酸、C301(二(2，4，4-三甲基戊基)硫代膦酸、C302(二(2， 4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸、煤油、磺化煤油中的一种或几种配置的单一或 复合萃取剂萃取分离产生的废水。

第二类：稀土元素与非稀土元素分离

废水产生于以硫酸法处理稀土原料得到的含硫酸盐、氯化物、硝酸盐一种 或几种的稀土水浸液，稀土水浸液直接经非皂化的P204与非皂化的P507、C272、 C301、C302、HEOPPA、煤油、磺化煤油中的一种或几种配置的单一或复合萃 取剂萃取使稀土元素与非稀土元素分离产生的废水。

第一类和第二类废水来源，萃取后废水组成为：[H⁺]0.1～0.5mol/L， MgSO₄(以MgO计)1～8g/L，CaSO₄(以CaO计)0.5～1g/L实际是CaSO₄的 饱和溶液以及SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种。这部分废水因含有大量的 MgSO₄，易富集，无法循环使用。目前经CaO简单中和后排放或贮存于尾矿坝。 因废水中含有萃取剂20～100mg/L、(属石油类、国家二级排放标准：石油类≤ 10mg/L)、高硬度、高盐度，污染环境，大量浪费水资源。

第三类：废水产生于以硫酸法处理稀土原料得到的含硫酸盐、氯化物、硝 酸盐一种或几种的稀土水浸液，经碳酸(氢)铵沉淀生产混合碳酸稀土产生的 废水。