[发明专利]一种利用稀土湿法冶炼含氨氮萃取废水回收生产氯化铵的方法及装置

说明书

本发明属于环境工程和化学工程领域，具体涉及一种稀土湿法冶炼含氨氮萃取废水回收生产工业级氯化铵的方法及装置。本发明是将需要回收氯化铵的废水在进MVR蒸发浓缩之前连续加入沉淀剂混合碱液，使氯化铵废水中的钙、钡、锰，有机物等杂质达到进入MVR的要求，从而保证后续工序的正常运行以及生产高价值的工业级氯化铵产品。

技术领域

本发明属于环境工程和化学工程领域，属于稀土湿法冶金领域中废水处理 技术部分，具体涉及一种利用稀土湿法冶炼含氨氮萃取废水回收生产工业级氯 化铵的方法及装置。

背景技术

随着科学技术特别是材料科学的发展，稀土以其特有的物理和化学性质几 乎涉及到所有的新型功能材料，广泛的应用于石油化工，有色金属，钢铁，新 材料，催化剂，农业，轻工纺织，生物医药，环保等各项领域，是世界各国新 材料发展的重点。目前在中国已探明稀土工业储量为5370万吨，约占全世界 的53％，稀土产业在大力发展的同时也引发了相应的环境的问题。

稀土氨氮废水是一种水量大，成分复杂，硬度高，氨氮含量高，高污染， 难处理的工业废水，大量氨氮废水被直接排放，对当地的生态环境构成了威 胁，因此科学合理的废水处理技术和资源回收利用技术已成为稀土行业可持续 发展的一个重要影响因素。

在稀土冶炼分离中主要产生两种氨氮废水：硫酸铵废水和氯化铵废水。其 中硫酸铵废水是由于稀土分离时采用浓硫酸高温强化焙烧工艺后生成硫酸稀 土，用碳酸氢铵作为沉淀剂，对硫酸稀土溶液进行碳沉，所以就产生了大量的 含硫酸铵废水。氯化铵废水一部分是氨水皂化后萃取形成的，另一部分是氯化 稀土二次碳沉形成的。硫酸铵废水是在稀土冶炼工序产生的废水，特点是成分 复杂，水量较大，高硬度，高氨氮，是氨氮废水中较难处理的一部分废水。氯 化铵废水中含有其他物质较少，主要成分为氯化铵，浓度较高。

氨氮极易溶于水，对眼、喉、上呼吸道作用快、刺激性强，高浓度的氨氮 接触粘膜和皮膜时，造成组织溶解坏死。浓氨水溅入眼内，可引起眼内晶体浑 浊，严重可失明。氨氮可通过皮肤、呼吸道及消化道使人引起中毒。长期接触 低浓度氨氮，可引起喉炎，声音嘶哑。高浓度氨氮大量吸入可引起支气管炎和 肺炎、肺水肿、昏迷和休克等。氨氮污染的危害最主要的表现就是造成水体的 富营养化。氨氮废水进入水体后，水体中营养物质增多，促使藻类繁殖迅速， 生长周期缩短，出现水华现象，使水质不断恶化。

近几年随着我国稀土工业的迅猛发展，产业规模的不断扩大，稀土生产过 程中产生的三废问题，尤其是氨氮废水的污染问题日益严重。大量的氨氮废水 被直接排放，对当地的生态环境构成了严重威胁，同时也造成了铵盐和水资源 的严重浪费和流失。

四川氟碳铈矿中的钙、镁、钡、锶、锰等杂质在经氨皂P507萃取稀土后 90％以上的杂质进入含氯化铵的萃余液废水中。由于含氨氮废水的随意排放造 成水体资源富营养化，严重破坏水体生态平衡。

目前处理高含氨氮废水的方法众多，比如：吹脱法、沸石脱氨法、膜分离 技术、MAP沉淀法、化学氧化法、生物脱氮法、生化联合法、MVR两效蒸发浓 缩结晶法等。

通过浓缩蒸发结晶，来回收废水中的氯化铵和硫酸铵。蒸发后的水蒸气再 经过冷却塔冷却后返回生产中使用，从而达到工业废水零排放。该方法简单有 效，对各种氨氮废水都有效，但根据能量衡算的结果显示，该方法能量消耗太 大，从能耗和经济效益角度看不适合。

化学沉淀法是通过化学沉淀的方式去除废水中的高浓度氨氮，沉淀剂一般 选用磷酸铵镁(MAP)。此方法的最大特点是可以使氨氮得到回收，生成MAP 复合肥料。而且该沉淀反应是普通的化学沉淀反应，不受温度、水中元素的限 制。如果废水中磷酸根的含量很高，只需投加镁盐，少量投加或不投加磷酸盐 就可以起到除氮脱磷的作用。反应时间短、无特殊条件控制，设备简单、投资 少、运行安全。目前化学沉淀法已经在许多行业中的氨氮废水处理上得到利 用。