[发明专利]从硫酸稀土生产废水中回收水和硫酸盐类物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土湿法冶炼和化工生产所产生的污染物综合治理方法，尤其是一种从硫酸稀土生产废水中回收水和硫酸盐类物质的方法。

背景技术

碳酸稀土是稀土行业中主要的产品之一。目前的生产工艺是：先采用浓硫酸焙烧，把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧；焙烧后的初级产品，加水浸出可溶性的稀土硫酸盐，成为含硫酸稀土的浸出液；再往浸出液中加入碳酸氢铵或碳酸氢钠，使稀土转化为碳酸盐半成品，通过沉淀和压滤相结合的方法，获得碳酸稀土粗制品；期间还经过除铁等辅助工艺精制纯化，得到纯度较高的初级成品。

在使用上述工艺生产稀土产品过程中，会产生大量的含硫酸盐、碳酸盐等复杂组分的高浓度废水，这部分废水如果不加处理直接排放或渗入地下，会导致严重的环境污染，以至于使生产硫酸稀土为主要产品的北方某些地区的地下水硬度极高，造成饮用水源的不可逆转的污染；同时，也会使水资源和其他有效成分白白浪费，增加了企业的生产成本。为此，国家工信部在2014年初发出了“稀土行业清洁生产技术推行方案的通知”，要求该行业加快先进清洁生产技术应用和推广，提高行业清洁生产水平，大幅降低污染物排放强度。

目前，很多方法都能一定程度地对这种高污染废水进行处理，如物理方法有蒸馏法、焚烧法；化学法有沉淀法、电渗析、催化裂解等。但以上这些方法存在诸如处理效率低、处理效果差、投资大、运行成本高、二次污染等问题，无法实现清洁生产目标。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种从硫酸稀土生产废水中回收水和硫酸盐类物质的方法，处理效率高、效果好、适应不同生产工艺和废水成分，使废水中的水和可溶性固形物得到收集，基本达到清洁生产要求的废水零排放。

按照本发明提供的技术方案，所述从硫酸稀土生产废水中回收水和硫酸盐类物质的方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）废水收集：分别收集碳酸氢铵沉淀和碳酸氢钠沉淀二种工艺所产生的废水，并检测废水的含盐浓度确定含盐浓度和主要组分；

（2）预处理：调节废水的pH值为7.5~11.5进行水质调整，使废水中的钙镁离子沉淀，沉淀后的上清液进行过滤；

（3）软化处理：向预处理后的废水中添加分散剂，分散剂的加入量为0.1~0.5L/吨废水；再将废水通过软化膜，软化膜采用磺化聚砜或磺化聚醚砜材料，由水泵提供进水动力，泵的扬程为0.6~2.0MPa；所述软化膜产出的软化水进入后道的反渗透浓缩处理得到回用水，所得的富集浓缩液进入蒸发浓缩工序或者沉淀工序；

（4）反渗透浓缩：经步骤（3）软化后得到的软化水，通过反渗透膜进行除盐分离，反渗透膜采用聚酰胺、聚醚砜或纳米级无机陶瓷材料，由水泵提供进水动力，泵的扬程为0.1~3.5MPa，进入反渗透膜的料液温度是5~40℃；所述反渗透膜产出为回收水，反渗透膜截留的浓缩水与软化膜得到的富集浓缩液一同进入蒸发浓缩工序或者沉淀工序。

进一步的，所述步骤（2）预处理中调节pH值采用氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或几种。

进一步的，所述步骤（3）软化处理步骤采用的分散剂为聚环氧琥珀酸分散剂、聚天冬氨酸分散剂、聚马来酸酐分散剂、丙烯酸和衣康酸的共聚物中的一种或几种。

进一步的，所述步骤（4）反渗透浓缩步骤中反渗透膜的膜孔与膜面夹角为15~75度。

进一步的，对于碳酸氢铵沉淀工艺所产生的废水在经步骤（3）和步骤（4）处理后，得到的浓水先进行硫酸铵回收工序；所述硫酸铵回收工序，是将步骤（3）和步骤（4）处理后得到的浓水透过渗透膜，渗透膜另一相为浓度为10%~30%的硫酸溶液，渗透膜的渗透压为0.01~0.20MPa，水泵扬程为0.05~0.20 MPa；浓水中的氨离子透过渗透膜，与硫酸溶液结合为硫酸铵溶液；脱除氨离子后的浓水再进入蒸发浓缩工序或者沉淀工序。

进一步的，所述蒸发浓缩工序，是将步骤（3）得到的富集浓缩液与步骤（4）得到的浓缩水合并后，在蒸发浓缩设备中进行浓缩，蒸发浓缩设备的温度为65~95℃，压力为-0.05~-0.10 MPa；所述蒸发浓缩工序得到的水为回用水，得到的浓缩液经结晶和固化处理，得到硫酸盐类固形物。

进一步的，所述固化处理采用三足刮刀自卸料式离心分离机、卧式螺旋分离机或板框压滤机进行固形物分离，得到硫酸盐类固形物。