[发明专利]钽铌生产废水的处理方法

说明书

本发明涉及一种钽铌生产废水的处理方法，属于钽铌生产废水处理技术领域。本发明包括以下步骤：向调酸罐中加入强碱，将溶液酸度值调整到0.1～1.0mol/L，通过过滤器过滤后的滤液进入铀钍萃取槽进行萃取，铀和钍被萃取到有机相后的萃残液排放到萃残液贮罐中暂存；萃残液自流入絮凝罐，加入碱液调整pH值，然后加入高分子量聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀，废水最后经过过滤后为清澈液体，pH值为中性，放射性活度低于国家排放标准，可达标排放。本发明设计科学合理，不仅有效降低了废水中铀、钍放射性物质的含量，达到了排放标准，而且解决了废酸废渣的处理问题，实现了企业的可持续发展。

技术领域

本发明涉及一种钽铌生产废水的处理方法，属于钽铌生产废水处理技术领域。

背景技术

钽与铌氟盐和氧化物的生产，主要由四个工艺组成，矿石分解、萃取分离、沉淀结晶、烘干煅烧。首先将钽铌精矿在震动球墨中磨细至一定粒度；将磨细的精矿在带蒸气加热或水浴加热的分解槽中进行分解：先加入氢氟酸和硫酸，再逐步精矿，同时进行机械搅拌，分解温度在800℃以上；添加硫酸的目的是为强化分解反应，降低矿石的破碎度，缩短反应时间，部分取代昂贵的氢氟酸，而且在以后萃取时对钽铌提纯及钽与铌分离都十分有利。

酸分解的作用除了使Ta、Nb转入液相外，还在于调整溶液pH值至萃取所需酸度。该工序主要通过控制酸度使矿石分解反应完全，降低矿渣中Ta、Nb的残留量，提高工序的金属回收率，以提升经济效益。同时通过加强过滤，尽量除去液相中悬浮的固体微粒或“可溶性”硅酸等有害杂质，防止下道萃取工序出现乳化，保证萃取顺畅进行。经过过滤将分解液与残渣分离。调整滤液酸度和钽、铌的浓度，即可进行萃取分离。

在酸分解过程中，钽、铌分别以比H₂TaF₇、H₂NbF₇和H₂NbOF₅的形式进入溶液，同时进入溶液的还有大量铁、锰、钛、钨等杂质。稀土、钙、镁等杂质以难溶氟化物形式进入残渣。在分解过程中，矿石中的放射性元素铀和钍，大部分以氟化铀和氟化钍的形式进入残渣，另外一部分以UO₂²⁺和Th⁴⁺及其络合离子形态进入分解液，它们是生产废水中放射性超标的来源。

钽铌湿法冶炼采用的萃取剂有所不同，主要有两大萃取体系。HF-H₂SO₄-MIBK萃取体系和HF－H₂SO₄－仲辛醇萃取体系。由于甲基异丁基酮在水中溶解度较大，故在钽、铌的反萃取液中溶解了一部分甲基异丁基酮，需用四氯化碳进行捕收。将反萃取液与四氯化碳混合搅拌，甲基异丁基酮溶入四氯化碳，分相后放出的反萃取液中，甲基异丁基酮的含量就很少。将这些四氯化碳进行分馏，可以回收甲基异丁基酮返回使用。采用其它溶解度小的萃取剂，则不必进行捕收。得到钽、铌的反萃取液，根据金属还原工序的需要进行结晶或沉淀。

在钽铌湿法浸出(氢氟酸、硫酸浸出))生产中，铀钍随着氢氟酸、硫酸浸取分解钽铌矿时被浸出，进入矿浆液，萃取时不被有机相所萃取而与钽铌分离，铀钍留在废水中随生产废水排放。待处理生产废水的放射性水平呈现较大的波动性：废水中α放射性为100Bq/L～1000Bq/L，β放射性为1800Bq/L～10000Bq/L，总放射性活度为2000Bq/L～12000Bq/L。国标GB 8978-1996对放射性污水最高允许排放浓度规定为，总α放射性为1Bq/L,总β放射性为10Bq/LGB 8978-1996。据GBJ8-74规定：露天水源中天然铀的限制浓度为0.05mg/L，天然钍的限制浓度为0.1mg/L。

放射性超标的废渣和废水，若得不到有效的处置，产生的放射性物质形成的离子侵袭生物体分子后会形成自由基，进而损害蛋白质、细胞膜以及DNA，人体最敏感的部位会开始大量的分裂细胞，如皮肤、肠、脾脏、骨骼、淋巴，最终导致癌症及其他各种疾病。