CN108265186A - 氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,涉及氟碳铈矿湿法冶炼分离领域。该工艺过程中,采用氨水作为萃取皂化水,同时采用碳酸氢铵作为沉淀剂;或者分别采用氨水作为萃取皂化水,采用碳酸氢铵作为沉淀剂,然后对皂化和(或)沉淀后的氨氮废水进行处理,经过处理后得到氨水、碳酸氢铵和氯化钙,将氨水和碳酸氢铵返回氟碳铈矿冶炼分离过程,实现氨氮废水的循环利用,降低生产成本,提高经济效益。氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟药剂,不用另行购买除氟剂,降低环保成本;沉淀得到氟化钙产品,增加附加经济效益。同时,含氟废水经除氟后排放,避免污染环境,实现清洁生产。
Description
技术领域
本发明涉及氟碳铈矿湿法冶炼分离领域,具体而言,涉及氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺。
背景技术
氟碳铈矿是全球稀土产业的主要矿种,具有代表性的矿山主要有美国芒廷帕斯稀土矿山、四川牦牛坪矿山、以及包头白云鄂博混合稀土矿和山东微山湖稀土矿。包头稀土矿为混合型稀土矿,其中氟碳铈矿:独居石大致比例为3:1,四川氟碳铈矿和山东微山湖矿属于纯氟碳铈矿,这两种类型的稀土矿REO在50%左右(以稀土氧化物计),氟在6%左右。
四川氟碳铈稀土矿采用“氧化焙烧-盐酸浸出-高温碱转化-水洗压滤-盐酸第二次浸出-浸出液净化除杂-萃取分离-沉淀-煅烧”工艺。包头稀土矿采用“浓硫酸高温焙烧—水浸出—p204转型—萃取分离—沉淀—煅烧工艺”,这两种工艺里面都有相同的萃取分离和沉淀工序。2011年以前,萃取采用氨水皂化、沉淀采用碳铵沉淀。2011年环保部《稀土工业污染物排放标准》出台,环保标准严格其中:氟10mg/L、氨氮25mg/L。新的环保标准出来后,萃取和沉淀的工艺进行了改变,目前萃取采取用液碱皂化,沉淀采用碳酸钠沉淀,但是带来的问题:
1、生产成本与环保成本大幅度增加,由于萃取采取用液碱皂化、沉淀采用碳酸钠沉淀代替原来的萃取采用氨水皂化、沉淀采用碳铵沉淀,由此每吨精矿的处理成本增加约2000元。并且大量的碱性含氟废水需要用氯化钙除氟后调pH7-8排放,由此增加了大量的环保成本。
2、产品质量问题,由于碳酸钠碱性强于碳酸氢铵,所以碳酸钠的稀土沉淀产品没有碳酸氢铵的好,主要是杂质高、粒度细。但碳酸氢铵沉淀会带来氨氮废水,需要处理。另外,在萃取时,采用氨水皂化比液碱好,主要是钠盐的溶解性普遍高于铵盐,所以造成液碱皂化容易造成萃取三相乳化物增多,严重时候引起萃取停机。
3、资源未得到循环利用,原来工艺中氟资源没有得到回收利用。原来的工艺中,废水除氟时需要外购氧化钙。由于除氟的氧化钙品位较低,无法得到合格的氟化钙产品,若采用高品质的氧化钙又因为价格高而得不偿失。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,该工艺实现物料的循环利用,降低生产成本,提高经济效益;同时从废水中回收产品,增加附加经济效益,废水处理后排放,避免污染环境,实现清洁生产。
本发明采用的技术方案如下:
氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其包括如下步骤:
(1)氟碳铈矿冶炼分离过程中,采用氨水作为萃取皂化水和/或采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂;处理过程中,收集皂化废水和/或沉淀废水得到氨氮废水;
(2)将石灰石进行煅烧,收集得到的二氧化碳,并用得到的氧化钙调节氨氮废水pH;
(3)经调节pH的氨氮废水过滤出渣,得到滤液;
(4)滤液进行脱氨得到氨水和氯化钙;氨水回收,一部分用作萃取皂化水,一部分用于制取碳酸氢铵作为沉淀剂;收集氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟剂,以此实现物料的循环利用。
上述技术方案中,可以采用氨水作为萃取皂化水同时采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂,也可以分别采用氨水作为萃取皂化水或采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂,然后对皂化和/或沉淀后的氨氮废水进行处理,得到氨水、碳酸氢铵和氯化钙,将氨水和碳酸氢铵返回氟碳铈矿冶炼分离过程,实现氨氮废水的循环利用,降低生产成本,提高经济效益。氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟药剂,不用另行购买除氟剂,降低环保成本;沉淀得到氟化钙产品,增加附加经济效益。同时,含氟废水除氟后排放,避免污染环境,实现清洁生产。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,步骤(2)中,调节氨氮废水pH至9-10。
由于采用了上述技术方案,氧化钙调节氨氮废水至碱性,碱不溶性杂质沉淀出来。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,步骤(3)中,过滤出渣采用压滤的方式,压滤后保留压滤液。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,压滤后,对压滤液进行竖流沉降,竖流沉降后得到滤液。
由于采用了上述技术方案,两步过滤,充分除去碱不溶性沉淀。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,采用脱氨塔对滤液进行脱氨。
由于采用了上述技术方案,氨氮废水在脱氨塔出进行脱氨,得到氨水和氯化钙。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,步骤(4)中,一部分回收的氨水与二氧化碳反应制取碳酸氢铵,所述二氧化碳来源于步骤(2)中收集的二氧化碳。
由于采用了上述技术方案,以煅烧石灰石得到的二氧化碳作用原料制取碳酸氢铵,实现资源合理利用,进一步减低成本。
本发明的一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,氯化钙作为除氟时,加入氯化钙后,调节含氟废水至pH为9-10,然后过滤,滤渣为氟化钙产品,滤液达标排放。
由于采用了上述技术方案,得到了附加产品氟化钙,并且将氟碳铈矿冶炼分离过程中的含氟废水处理后排放,避免污染环境,实现清洁生产。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.将氟碳铈矿冶炼分离过程中产生的氨氮废水的循环利用,降低生产成本,提高经济效益。
2.煅烧石灰石得到氧化钙和二氧化碳,氯化钙对氨氮废水进行调节后,作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟药剂,不用另行购买除氟剂,降低环保成本。
3.利用煅烧石灰石得到的二氧化碳以及氨氮循环过程产生的氨水制取碳酸氢铵,进一步降低生产成本。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明提供的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺的流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施例提供一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,该工艺实现物料的循环利用,降低生产成本,提高经济效益;同时从废水中回收产品,增加附加经济效益,废水处理后排放,避免污染环境,实现清洁生产。该工艺具体包括如下步骤:
步骤一:氟碳铈矿冶炼分离过程中,采用氨水作为萃取皂化水,采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂;处理过程中,及时收集皂化废水、沉淀废水以及含氟废水处理,合并皂化废水和沉淀废水得到氨氮废水。
步骤二:在高温下煅烧石灰石,将得到的二氧化碳和氧化钙分别收集。
步骤三:将氧化钙溶于氨氮废水以调节氨氮废水的pH,至氨氮废水的pH为9,静置2h过滤取滤液。
步骤四:将滤液送入脱氨塔进行脱氨,脱氨后得到氨水和氯化钙。回收氨水,返回:氟碳铈矿冶炼分离过程,一部分用作萃取皂化水,一部分用于制取碳酸氢铵作为沉淀剂。收集氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟剂,以此实现物料的循环利用。
实施例2
本实施例提供一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,该工艺实现物料的循环利用,降低生产成本,提高经济效益;同时从废水中回收产品,增加附加经济效益,废水处理后排放,避免污染环境,实现清洁生产。该工艺具体包括如下步骤:
步骤一:氟碳铈矿冶炼分离过程中,采用氨水作为萃取皂化水,采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂;处理过程中,及时收集皂化废水、沉淀废水以及含氟废水处理,合并皂化废水和沉淀废水得到氨氮废水。
步骤二:在高温下煅烧石灰石,将得到的二氧化碳和氧化钙分别收集。
步骤三:将氧化钙溶于氨氮废水以调节氨氮废水的pH,至氨氮废水的pH为9.5,静置2h后压滤得到压滤渣和压滤液,压滤液再进行竖流沉降,得到滤液。
步骤四:将滤液送入脱氨塔进行脱氨,脱氨后得到氨水和氯化钙。回收氨水,返回:氟碳铈矿冶炼分离过程,一部分用作萃取皂化水,一部分用于制取碳酸氢铵作为沉淀剂。收集氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟剂,以此实现物料的循环利用。
实施例3
本实施例提供一种氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,该工艺实现物料的循环利用,降低生产成本,提高经济效益;同时从废水中回收产品,增加附加经济效益,废水处理后排放,避免污染环境,实现清洁生产。如图1所示,该工艺具体包括如下步骤:
步骤一:氟碳铈矿冶炼分离过程中,采用氨水作为萃取皂化水,采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂;处理过程中,及时收集皂化废水、沉淀废水以及含氟废水处理,合并皂化废水和沉淀废水得到氨氮废水。
步骤二:在高温下煅烧石灰石,将得到的二氧化碳和氧化钙分别收集。
步骤三:将氧化钙溶于氨氮废水以调节氨氮废水的pH,至氨氮废水的pH为10,静置2h后压滤得到压滤渣和压滤液,压滤液再进行竖流沉降,得到滤液。
步骤四:将滤液送入脱氨塔进行脱氨,脱氨后得到氨水和氯化钙。回收氨水,返回:氟碳铈矿冶炼分离过程,一部分用作萃取皂化水,一部分与步骤二中得到的二氧化碳反应,制取碳酸氢铵作为沉淀剂。收集氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟剂,以此实现物料的循环利用。氯化钙作为除氟时,加入氯化钙后,调节含氟废水至pH为9-10,然后过滤,滤渣为氟化钙产品,滤液达标排放。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,其包括如下步骤:
(1)氟碳铈矿冶炼分离过程中,采用氨水作为萃取皂化水和/或采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂;处理过程中,收集皂化废水和/或沉淀废水采用氨水作为萃取皂化水同时采用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂得到氨氮废水;
(2)将石灰石进行煅烧,收集得到的二氧化碳,并用得到的氧化钙调节氨氮废水pH;
(3)经调节pH的氨氮废水经过过滤出渣,得到滤液;
(4)滤液进行脱氨得到氨水和氯化钙;氨水回收,一部分用作萃取皂化水,一部分用于制取碳酸氢铵作为沉淀剂;收集氯化钙作为氟碳铈矿冶炼分离过程中含氟废水的除氟剂,以此实现物料的循环利用。
2.根据权利要求1所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,步骤(2)中,调节氨氮废水pH至9-10。
3.根据权利要求1所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,步骤(3)中,过滤出渣采用压滤的方式,压滤后保留压滤液。
4.根据权利要求3所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,压滤后,对压滤液进行竖流沉降,竖流沉降后得到滤液。
5.根据权利要求1所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,采用脱氨塔对滤液进行脱氨。
6.根据权利要求5所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,步骤(4)中,一部分回收的氨水与二氧化碳反应制取碳酸氢铵,所述二氧化碳来源于步骤(2)中收集的二氧化碳。
7.根据权利要求6所述的氟碳铈矿冶炼分离过程中物料循环利用工艺,其特征在于,氯化钙作为除氟时,加入氯化钙后,调节含氟废水至pH为9-10,然后过滤,滤渣为氟化钙产品,滤液达标排放。
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