CN106244807A - 一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，包括如下步骤：(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3‑5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。本发明的核心在于在皂化有机溶液萃取后，再加入氨水处理，以NH4+的配位性溶解部分有机相中的非稀土金属离子，去除水相后再用盐酸反萃，可以大大降低稀土氯化料液中非稀土金属离子的含量。

Description

一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法
技术领域
本发明属于稀土生产领域，具体涉及一种稀土生产废水的处理方法。
背景技术
稀土元素具有优异的光、电、磁、超导、催化等物理性能，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，被称作当代的“工业味精”。稀土材料在国民经济和国防工业的各个领域已广泛应用，在当代社会经济和高技术诸多领域中发挥着重要作用。然而，近年来随着稀土产业规模的进一步扩大，稀土行业在冶炼分离中，每年排放的废水量达2000多万吨，废水中含有大量的稀土，据报道，中国近几年稀土产量为12万吨/年，提取率最高只能到达96～97％，也即随废水以低浓状态流失的稀土多达4000吨/年，这些含稀土废水的排放一方面造成了宝贵稀土资源的流失，另一方面也造成了环境污染。
离子吸附型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化形成黏土矿物，解离出的稀土离子以水合离子或羟基水合离子吸附在黏土矿物上。吸附在黏土矿物上的稀土离子在水中不溶解也不水解，但遵循离子交换规律，可用化学法提取稀土。矿石多在丘陵地带，为松散的沙黏土，颜色有白色、灰色、红色、黄色。密度为2.0～2.5g/cm3。矿山产品为混合氧化稀土，其稀土配分变化很大，有轻稀土型，重稀土型和中重稀土型。矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80％～90％呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上；吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质(如NaCl、(NH4)2SO4、NH4Cl等)溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。
由于矿山开采产生的废水和开采稀土后留下的残矿中，自流出来的废水都含有0.01-0.15g/L稀土，这些稀土源源不断的被废水带走，既破坏水质影响矿区周边生态，又浪费了宝贵的资源。
申请号为201010294998.2的中国专利申请公开了一种沉淀-萃取法从稀土矿山开采废水中回收稀土的工艺，该工艺能回收废水中的大量稀土，但无法去除非稀土金属离子，导致后续的分离成本提高。
发明内容
本发明目的是提供一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，解决现有的方法在回收稀土时无法去除非金属离子的问题。
本发明的技术方案为：一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，包括如下步骤：
(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；
(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，
(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；
(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3-5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。
进一步地，所述杂质过滤器为石英石过滤器、陶瓷过滤器、活性炭过滤器中的一种或多种的联用。
进一步地，氧化钙的加入量为使废水pH值在7.5-8。
进一步地，步骤(3)中，盐酸为37％的浓盐酸，加入量为固相重量的2-3倍。
进一步地，步骤(4)中，加入氨水的浓度为2-10mol/L。
本发明的核心在于在皂化有机溶液萃取后，再加入氨水处理，以NH4+的配位性溶解部分有机相中的非稀土金属离子，去除水相后再用盐酸反萃，可以大大降低稀土氯化料液中非稀土金属离子的含量。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的方法可以回收废水中绝大部分的稀土元素，并且基本不含非稀土金属离子，具有处理量大，处理步骤简单的优点，可实现工业化的应用。
具体实施方式
实施例1
一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，包括如下步骤：
(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；
(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，
(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；
(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3-5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。
所述杂质过滤器为石英石过滤器、陶瓷过滤器、活性炭过滤器中的一种或多种的联用。氧化钙的加入量为使废水pH值在8。步骤(3)中，盐酸为37％的浓盐酸，加入量为固相重量的2倍。步骤(4)中，加入氨水的浓度为10mol/L。
实施例2
一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，包括如下步骤：
(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；
(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，
(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；
(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3-5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。
所述杂质过滤器为石英石过滤器、陶瓷过滤器、活性炭过滤器中的一种或多种的联用。氧化钙的加入量为使废水pH值在7.5。步骤(3)中，盐酸为37％的浓盐酸，加入量为固相重量的3倍。步骤(4)中，加入氨水的浓度为2mol/L。
实施例3
一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，包括如下步骤：
(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；
(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，
(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；
(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3-5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。
所述杂质过滤器为石英石过滤器、陶瓷过滤器、活性炭过滤器中的一种或多种的联用。氧化钙的加入量为使废水pH值在7.8。步骤(3)中，盐酸为37％的浓盐酸，加入量为固相重量的2.5倍。步骤(4)中，加入氨水的浓度为6mol/L。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)除杂：将稀土生产废水通入沉降池，上清液通过杂质过滤器，除去颗粒杂质；
(2)沉淀：向去除杂质后的废水中加入氧化钙，通气搅拌，使稀土元素沉淀，
(3)酸化：分离固液，向固相中加入盐酸，得到氯化稀土；
(4)萃取与反萃：将氯化稀土通入萃取池，加入皂化有机溶液，搅拌后静置，去除水相，加入氨水，搅拌后静置，再次去除水相，加入3-5M的盐酸反萃，得到浓缩的氯化稀土料液。
2.根据权利要求1所述的一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，其特征在于，所述杂质过滤器为石英石过滤器、陶瓷过滤器、活性炭过滤器中的一种或多种的联用。
3.根据权利要求1所述的一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，其特征在于，氧化钙的加入量为使废水pH值在7.5-8。
4.根据权利要求1所述的一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，其特征在于，步骤(3)中，盐酸为37％的浓盐酸，加入量为固相重量的2-3倍。
5.根据权利要求1所述的一种从离子吸附型稀土矿废水中回收纯化稀土的方法，其特征在于，步骤(4)中，加入氨水的浓度为2-10mol/L。
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