CN113754001A

CN113754001A - 一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法

Info

Publication number: CN113754001A
Application number: CN202111043940.5A
Authority: CN
Inventors: 李来超; 王学文; 赵德森; 左前; 吴海洋; 杨少波
Original assignee: Fujian Changting Jinlong Rare Earth Co Ltd
Current assignee: Fujian Changting Jinlong Rare Earth Co Ltd
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2021-12-07

Abstract

本发明公开了一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，包括以下步骤：(1)在反应器中加入氯化铵废水，将含有氯离子或铵离子的物质逐步加入反应器中，所述物质的溶解度大于氯化铵的溶解度，当加入物质达到设定浓度时，根据同离子效应，氯化铵会因过饱和而逐步析出,得到固液混合物;(2)将固液混合物进行过滤分离，得到氯化铵固体，液体部分作为稀土冶炼原料回用至稀土冶炼工序中。

Description

一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法

技术领域

本发明属于稀土材料技术领域，涉及一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法。

背景技术

随着我国《稀土工业污染物排放标准》的颁布实施，对稀土生产企业也提出了更高要求。而鉴于液碱皂化成本很高、高盐废水土壤污染等问题，开发冶炼分离废水减排技术是冶炼废水处理的重要发展方向。

稀土冶炼高盐废水目前常见的解决方案一般为多效蒸发或MVR蒸发方法，蒸发产生的冷凝水进行回用，其中的盐分则制成氯化盐产品销售，存在处理成本较高，蒸发设备的投资大，而且氯化盐，因为应用领域有限，难以销售的问题。其它处理技术方面，如发明专利《高盐废水的析盐装置及析盐方法》（CN109437442A）采用有机溶剂来进行盐析，但是没有表明低盐水能否再利用（水资源的循环利用可能性不明确）。《一种稀土冶炼工艺过程含氯废水治理的方法》（CN109574174A）先将废水转化为氯化钠再沉淀，增加工艺步骤，而废水中引入钠离子，由于氯化钠属于稳定盐，不挥发，熔点为801℃，分解温度高于稀土盐分解温度，于加热生产过程中无法去除，会产生夹带影响稀土产品品质，受用面积过窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，步骤更简单，可以使处理后的水在稀土冶炼全流程使用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，包括以下步骤：(1)在反应器中加入氯化铵废水，将含有氯离子或铵离子的物质逐步加入反应器中，所述物质的溶解度大于氯化铵的溶解度，当加入物质达到设定浓度时，根据同离子效应，氯化铵会因过饱和而逐步析出,得到固液混合物;(2)将固液混合物进行过滤分离，得到氯化铵固体，液体部分作为稀土冶炼原料回用至稀土冶炼分离程序中。

所述物质为氯化氢气体、氯化稀土固体或碳酸铵固体。

采用上述技术方案，本发明通过结合稀土冶炼工艺特点，用稀土冶炼所需原料，以同离子效应将氯化铵沉淀析出，如浓盐酸，HCl气体，氯化稀土，成本低；同时，因氯化铵不影响稀土冶炼工艺，处理后水可以直接返回稀土冶炼工序使用，实现废水的资源化利用。

具体实施方式

本发明揭示了一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，包括以下步骤：

（1）在反应器中加入一定量的氯化铵废水，将含有氯离子或铵离子的物质（溶解度大于氯化铵）逐步加入反应器中，当加入物质达到设定浓度时（设定值为实验测得，不同物质浓度不同），根据同离子效应可知氯化铵会因过饱和而逐步析出,得到固液混合物；（2）将固液混合物（不同加入物质，液体不同，固体相为氯化铵）进行过滤分离，得到氯化铵固体，液体部分（不需要）作为稀土冶炼原料回用至稀土冶炼分离程序中。

结合稀土冶炼工艺特点，用稀土冶炼所需原料，以同离子效应将氯化铵沉淀析出，如浓盐酸，HCl气体，氯化稀土，无需进行蒸发，能耗低，成本低；同时，与传统蒸发结晶相比，本发明的设备材质及能耗都有较大节约，利于生产推广；最后本发明的方法采用相关物料进行结晶氯化铵，不引入外界杂质，且低浓度氯化铵对于生产过程影响很低(灼烧时候会挥发出来被吸收掉)，因氯化铵不影响稀土冶炼工艺，处理后水可以直接返回稀土冶炼工序使用，实现废水的资源化利用；析出的氯化铵可以作为其它工业生产的原料，如用于分解制备氯化氢和氨气，或用作化肥；由于氯化铵不先析出后期浓度越来越高，超过溶解度后在萃取槽中沉降减少设备体积，因此先析出后回用。

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

在反应器中预先加入1m³氯化铵废水(氯化铵浓度316g/L)，向氯化铵废水中逐渐通入氯化氢气体，随着氯化氢浓度逐渐升高，得到固液混合物；当水中氯化氢浓度达到7mol/L后，对固液混合物进行过滤分离，对所得固相产物烘干计算固体含量>96%，（固体含量=固相产物烘干后质量/固相产物烘干前质量*100%)，后续计算相同，经XRD检测得到固相产物为氯化铵。液相产物为含氯化铵的盐酸（氯化氢浓度7mol/L，氯化铵浓度87.5g/L）。氯化铵外售，盐酸返回稀土萃取工序使用，计算可知氯化铵析出率72%{氯化铵析出率=烘干后的固体氯化铵质量/（氯化铵浓度*氯化铵废水体积）*100%，后续相同}。

实施例2：

在反应器中预先加入0.5m³氯化铵废水(氯化铵浓度325.4g/L)，边搅拌，边向氯化铵废水中逐渐加入氯化稀土固体476.2kg（稀土含量43.5%，稀土含量=稀土元素质量/样品总质量*100%），搅拌3小时后，得到固液混合物；对固液混合物进行过滤分离，将固相产物进行XRD烘干检测，得到固相产物表征为氯化铵，烘干测量氯化铵含量>96%，液相产物为含氯化铵的稀土溶液（稀土浓度1.49mol/L（稀土总物质的量/稀土溶液液体体积）（稀土总物质的量按照国标法检测，稀土溶液液体体积使用量筒检测），稀土溶液中氯化铵浓度98.9g/L）。氯化铵外售，稀土溶液返回稀土冶炼工序中稀土萃取工序使用，氯化铵析出率约56%。

实施例3：

在反应器中预先加入1m³氯化铵废水(氯化铵浓度316 g/L)，向氯化铵废水中逐渐通入氯化氢气体，随着氯化氢浓度逐渐升高，得到固液混合物；当水中氯化氢浓度达到6mol/L后，对固液混合物进行过滤分离，得到固相氯化铵含量>96%，（此处的含量与实施例1相同）。氯化铵外售，盐酸返回稀土萃取工序使用，氯化铵析出率约67%，本实施例与实施例1相比，氯化氢的浓度降低，使得氯化氢融入抢夺了溶解空间，让氯化铵析出率降低。

实施例4：

在反应器中预先加入1m³氯化铵废水(浓度316 g/L)，向氯化铵废水中加入碳酸铵固体590Kg，保持反应温度在30℃，搅拌4小时，过滤得到固体颗粒物350Kg，在90℃烘干至恒重，质量减少40Kg，固体颗粒物的质量变为310Kg,固体颗粒物取样检测XRD显示为氯化铵固体；反应后的废水回用至稀土冶炼分离工序中的碳酸氢铵制备程序中。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，本发明的应用并不以上述为限，为方便叙述，以氯化稀土及HCl为例，实际还可应用于稀土、钴镍、铝等产品中。本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求书所涵盖。

Claims

1.一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在反应器中加入氯化铵废水，将含有氯离子或铵离子的物质逐步加入反应器中，所述物质的溶解度大于氯化铵的溶解度，当加入物质达到设定浓度时，根据同离子效应，氯化铵会因过饱和而逐步析出,得到固液混合物;

(2)将固液混合物进行过滤分离，得到氯化铵固体，液体部分作为稀土冶炼原料回用至稀土冶炼工序中。

2.如权利要求1所述一种稀土冶炼所产生的氯化铵废水资源化再利用方法，其特征在于：所述物质为氯化氢气体、氯化稀土固体或碳酸铵固体。