基于稀土湿法冶金废水处理措施探究

基于稀土湿法冶金废水处理措施探究
发表时间：2018-07-12T14:07:14.587Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：曾永春
[导读] 近年来，因国家不断加大环保的治理力度，在内蒙古(地区)、四川南部和广东、广西等地，形成了不同的污水处理技术。

四川省冕宁县方兴稀土有限公司 615601
摘要：我国稀土资源丰富，稀土产业发展迅速，目前已建立起完整的稀土开采、冶炼及应用产业体系。

稀土湿法冶炼过程中使用大量酸、碱、盐、萃取剂等化工原料并产生了酸性废水、碱性废水、氨氮废水等各种生产废水，废水含盐量较高，严重威胁生态环境安全。

本文就针对稀土湿法冶金废水处理措施进行了探究。

关键词：稀土；湿法冶金；废水；处理措施
近年来，因国家不断加大环保的治理力度，在内蒙古(地区)、四川南部和广东、广西等地，形成了不同的污水处理技术。

结合多年的稀土湿法冶金废水处理的经验，总结了目前稀土冶炼废水处理的方法，以四川氟碳铈矿氧化焙烧盐酸浸出工艺为例。

1废水的来源和特征
湿法冶金提取分离稀土元素在目前工业生产中应用最广泛。

根据稀土矿物的不同性质及相应冶炼技术，产生的废水是不同的。

当前使用的稀土冶炼过程中矿物主要是氟碳铈矿、独居石、离子型稀土矿和混合稀土矿等，这些矿物质通常包含钍和镭的放射性物质和其他氟、铅有害成分，进入冶炼废水，污染周围的环境。

我国四川主要采用氧化焙烧盐酸浸出工艺，包头混合稀土矿主要采用硫酸高温焙烧过程，离子吸附型稀土矿主要采用离子型稀土冶炼原位浸出技术。

稀土矿物湿法过程中使用盐酸、硫酸、苛性钠、金属盐、萃取剂等化学试剂。

1.1酸性废水
酸性废水包括硫酸废水、盐酸废水、酸泡废水、喷淋废水、萃取分离废水等。

硫酸废水主要在复盐沉淀过程中产生，主要污染物是
H+、Fe3+、Na+、SO42+等污染物。

盐酸废水主要在草酸沉淀和萃取分离过程中产生，主要包括H+、Cl-、SO42+和其他污染物。

喷淋废水主要是稀土焙烧生产的有毒有害废气，尾气通过碱液喷淋净化产生，主要包括H-、SO42-、Na+、Ca2+等污染物。

1.2碱性废水
碱性废水是在碱性生产过程中产生的，废水中主要含有氢氧化钠、氟等污染物。

1.3放射性废水
稀土矿石中的放射性元素钍、铀与酸碱反应溶解进入稀土溶液，捞稀土后，放射性元素钍、铀进入废水，形成放射性废水。

1.4含盐废水
含盐废水包括氯化物、氟化物、销酸盐和硫酸盐废水。

在稀土的冶炼过程中，氟化稀土的转型产生碱性废水，含有氟化物；稀土沉淀和稀土皂产生含氯化钠、氯化铵、氯化钙或销酸盐的废水；复盐沉淀产生含硫酸盐的废水。

这些废水都含有较高的盐份。

2废水的处理措施和方法
在污水处理过程中，首先要控制原材料品质，选择含有较少污染物的矿物，从源头做起；其次，提高回水利用率，节约水资源，减少废水排放量；最后，开发利用新技术，提高对污染物的处理是十分重要的。

只有这样，我们才能减少有害物质流入环境，保护环境的目的。

由于稀土湿法冶金行业由于生产技术的差异，加工的稀土材料和不同的产品结构，不同的工艺流程会产生不同的废水，所以不可能有统一的污水处理工艺。

废水的处理，首先应对废水中污染因子进行全面的分析，在熟悉稀土冶炼生产过程的基础上，采取不同的处理技术。

2.1酸性废水处理
酸性废水含有H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+、Na+、SO42-、C2O42-、COD等污染物，可通过直接中和或循环利用降低产污量。

直接中和，加入废碱液或石灰乳液或电石渣，中和废水中的余酸，同时使废水中的有害物质形成沉淀。

萃取酸性废水还含有少量的溶解性有机物，经石灰的破乳，吸附载带，混凝沉降，生化处理，深度澄清除掉污染物。

循环利用，将含有较低酸度的废水作为底水重新利用，节省用水，减小水处理负载。

2.2碱性废水的处理
碱性废水含有Na+、OH-、F-等污染物，可用于中和酸性废水，也可用于吸收酸雾，氯气，燃煤锅炉产生的二氧化硫气体，硫酸法焙烧产生含有氟化氢的废气。

加入氯化钙形成氟化钙沉淀，从而去除氟。

2.3放射性废水
像钍、铀和镭这样的放射性元素，通常在使用碱法处理独居石精矿生产过程中产生的废水。

这些放射性元素的去除，通常是通过沉淀和絮凝去除的。

2.4含盐废水
酸性废水、碱性废水、稀土沉淀废水经前期处理后，最终产生高盐废水，如何脱盐是目前污水处理的难点，如四川氧化焙烧浸出分离生产工艺中，外排废水氯化钠浓度在5～15g/l。

处理这种含盐废水，通常采用物理的方法，即蒸发浓缩结晶法或电渗析-蒸发浓缩结晶的方法回收盐。

但每处理1吨稀土氧化物，约排65m3废水，若全部采用蒸发结晶的方法，成本太高。

为了降低处理成本，只有加大废水的重复利用率，降低废水排放量。

方法有将沉淀及碱转的原液，先进行固液分离，分离出来的高浓度的含盐废水进入电渗析-蒸发结晶，如此可以大大减少蒸发浓缩的废水量，降低处理成本。

水洗采取高效水洗方式，降低洗水量，碳酸盐的洗水回用于碱转的水洗，萃取的酸性废水回用于配制盐酸。

如此降低废水排放量，亦可降低生产用水量，节约水资源。

2.5综合治理
根据稀土湿法冶炼生产的特殊性，改进稀土生产工艺能极大地提高资源利用率、减少污染物排放，但并不能完全解决稀土湿法冶炼过程的废水污染问题。

而稀土湿法冶炼废水的资源综合利用处理需综合考虑废水水质特性、回收产品的品质与市场销售及回收的经济效益等问题，并非所有的工艺废水都适合进行资源回收处理，此外，资源回收处理后的稀土湿法冶炼废水可能仍然存在某些污染物指标超标而不能直接排放。

因此，稀土湿法冶炼废水的污染控制应采用污染物的源头控制，资源的综合利用与废水的末端治理相结合的综合治理思路。

近年来，膜分离技术（UF、NF、RO）发展迅速，在工业废水回用领域的应用越来越广泛。

随着新标准的实施及水价的上涨，稀土分
离企业尤其是新建企业越来越重视废水的深度处理与回用，甚至是废水的零排放处理。

针对稀土湿法冶炼废水中的高盐度、低氨氮和有机污染物废水，膜处理技术不仅可以浓缩盐分（包括铵盐）、分离有机污染物，同时可获得与自来水水质相当的产水回用于生产，膜浓缩液经MVR蒸发结晶后回收盐类，冷凝水回用于生产，实现废水的零排放与全回用，因此，“膜处理+MVR蒸发”组合工艺是解决稀土冶炼废水中低浓度氨氮和有机污染物的有效途径之一。

相对传统处理工艺，“膜处理+MVR蒸发”组合工艺投资与运行成本较高，根据稀土湿法冶炼废水水质特性，结合稀土湿法冶炼各工艺段对回用水的水质要求，优化工艺流程与工艺参数，降低投资与运行费用对于该工艺的工程化应用具有重要的意义。

3稀土湿法冶炼废水污染治理措施
1)提高生产技术，提高资源利用率，实施分类回收，分类回收废水高质量处理，从源头减少排放，降低废水组成的复杂性，减少废水处理技术难度，降低加工成本。

2)促进皂化萃取分离，稀土工业的工业应用，同时，鉴于目前氨皂化工艺生产高浓度氨氮废水，采用MVR 节能蒸发工艺回收农业或工业质量氯化铵，回收利用。

3)对稀土湿法冶炼废水水质特点，提高氨氮，草酸，盐酸和其他资源回收技术、高盐度的发展，低氨氮和低标准的有机污染物在污水处理、深度处理和回收过程是实现稀土湿法冶炼废水污染物是综合治疗的有效手段。

参考文献：
[1]彭志强,房丹,洪玲.稀土冶炼废水治理研究进展[J].湿法冶金,2015,34(2):96-99.
[2]段丽萍,许延辉.稀土湿法冶金过程中的废水处理[J].阴山学刊(自然科学版),2005,19(02):30-33.。