一種稀土選冶含氯化鈉廢水的組合處理方法技術

一種稀土選冶含氯化鈉廢水的組合處理方法，其主要是對廢水隔油、中和、均質、曝氣、絮凝、超濾、納濾、反滲透、電滲析、MVR濃縮等進行系列化的脫鹽與濃縮處理，得到可循環利用的凈化水；并將從廢水中提取的氯化鈉中加入碳酸氫銨將鈉鹽轉化再生為用于稀土選冶所需的重堿、純堿及氯化銨產品。本發明專利技術廢水回收率高、出水水質穩定、鈉鹽轉化效率高、無三廢污染排放；且生產裝置緊湊、操作簡單易于實現自動化控制；能很好的解決稀土冶煉產生的含氯化鈉廢水以及其他與之類似的工業廢水難以資源化治理的問題。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，其主要是對廢水隔油、中和、均質、曝氣、絮凝、超濾、納濾、反滲透、電滲析、MVR濃縮等進行系列化的脫鹽與濃縮處理，得到可循環利用的凈化水；并將從廢水中提取的氯化鈉中加入碳酸氫銨將鈉鹽轉化再生為用于稀土選冶所需的重堿、純堿及氯化銨產品。本專利技術廢水回收率高、出水水質穩定、鈉鹽轉化效率高、無三廢污染排放；且生產裝置緊湊、操作簡單易于實現自動化控制；能很好的解決稀土冶煉產生的含氯化鈉廢水以及其他與之類似的工業廢水難以資源化治理的問題。【專利說明】ー種稀土選冶含氯化鈉廢水的組合處理方法
本專利技術屬于環境工程和化學工程
，特別涉及一種廢水的處理方法。
技術介紹
稀土選冶萃取分離過程中產生大量的含氯化鈉廢水，水中的污染組份以氯化鈉鹽為主，濃度變化范圍在400.0-140000.0mg/1之間，鈣鎂離子440.0-2000.0mg/1,氟離子1.0-20.0mg/1，其他重金屬離子累計10.0-80.0mg/1,油類萃取劑等有機污染物20.0-3000.0mg/1, C0D500.0-5000.0mg/1，該廢水成份復雜，無法用常規的水處理工藝和技術進行有效的治理。已知稀土冶煉分離エ藝可以采用エ業級的碳酸氫銨(NH4HCO3)、重堿(NaHCO3)、純堿(Na2CO3),氫氧化鈉(NaOH)、鹽酸(HCl )、以及專用的萃取劑等作為選冶藥劑。因使用碳酸氫銨作為稀土金屬皂化劑時會產生大排量的、低濃度氯化銨廢水，造成水體環境的氨氮污染且難以有效治理；因此，銨鹽作為選冶藥劑的使用受得了限制。中國專利CN1646429A公開了ー種對較高濃度氯化鈉廢水經萃取分離后再進行電解制堿的處理方法；該專利技術技術對處理低濃度的含氯化鈉廢水來說并不適用。已知稀土冶煉分離エ藝須使用高濃度或固態的選冶藥劑，這種僅將氯化鈉廢水轉化為中低濃度液態酸或堿的處理方法不能解決稀土選冶含氯化鈉廢水的再生回用和藥劑的再生回收問題。其主要原因是電解氯化鈉廢水只能得到低濃度的稀酸和稀堿，電解過程中又有氯氣排出，產出大量的稀酸和稀堿不易消化和找到接納的用戶；且氯化鈉廢水電解時存在電能消耗大、處理成本高等問題，這些缺陷導致稀土選冶含氯化鈉廢水采用電解制堿的處理工藝受到了客觀條件的制約。已知的聯合制堿法是利用NaCl與NH3、CO2為原料制取純堿(Na2CO3)和氯化銨(NH4Cl),該エ藝技術成熟可 靠，在國內外得到了普遍的推廣和應用。但該方法需與合成氨廠配套聯產，需選用高純度的固體NaCl為原料才能制取純堿；且聯合制堿エ業化生產要求處理量大、建廠投資多、エ藝裝備復雜等問題。所以直接采用聯合制堿法用于稀土選冶含氯化鈉廢水的治理不具備現實意義和可行性，不能從根本上解決氯化鈉廢水的減量化和零排放。雖然可以利用傳統的蒸發濃縮エ藝和裝置把廢水中的氯化鈉鹽結晶出來，但由于這種從廢水中提取分離出來的氯化鈉鹽經濟價值很低、且沒有銷售市場，這將導致企業治理這種廢水處理的運行成本過高,難以承受。因此,解決大排量、低濃度含氯化鈉廢水的治理，使其水得以凈化再生、使其所含的鈉鹽得以循環利用的方法和技術成為一大難題，已成為國內外有這種廢水產生的エ礦企業難以逾越的技術障礙。
技術實現思路
本專利技術的目的是在于提供ー種能耗低、成本低、操作簡單、廢水回收率高、出水水質穩定，鈉鹽轉化效率高的稀土選冶含氯化鈉廢水的組合處理方法。本專利技術主要是對廢水按特定的順序和處理目標進行系列化的脫鹽與濃縮處理，得到可循環利用的浄化水和用于稀土選冶所必需的碳酸氫鈉和碳酸鈉。并對聯合制堿エ藝進行了簡化和改進，直接將碳酸氫銨加入到從廢水中濃縮回收的氯化鈉飽和溶液中，在常溫常壓下使其與氯化鈉發生復分解反應，將氯化鈉轉化再生為重堿(NaHCO3)、純堿(Na2CO3)及氯化銨(NH4Cl)產品。本專利技術的技術方案如下:( I)廢水預處理:根據廢水含氯化鈉的濃度不同，對廢水進行分流處置；按濃度分類:氯化鈉濃度(3.5%的較低濃度的含鹽廢水、氯化鈉濃度3.5%-8.0%的中濃度氯化鈉廢水和氯化鈉濃度> 8.0-15.0%的高濃度的含鹽廢水，將不同濃度的含鹽廢水分別排入不同的廢水中和調節池內，在調節池進行隔油、均質、調節pH值、曝氣處理；再對廢水進行電絮凝和氣浮除油、接著進入混凝沉淀池，加入碳酸鈉和聚丙烯酰胺絮凝劑，進行混凝沉淀、再經過吸油纖維過濾、多介質過濾、活性炭過濾和UF超濾過濾預處理，將經上述處理的廢水送入NF納濾膜設備進ー步預處理；(2)中低濃度氯化鈉廢水的電滲析(ED)和反滲透膜(RO)組合處理:將中低濃度的氯化鈉廢水進行上述預處理后，氯化鈉濃度> 3.5%的含鹽廢水先給入電滲析(ED)裝置進行濃縮處理，析出的淡水出水再進入反滲透膜(RO)裝置；而濃度(3.5%的含鹽廢水則先進入反滲透膜(RO)裝置進行脫鹽處理，反滲透(RO)的濃水出水再進入電滲析(ED)裝置進行濃縮處理；含鹽廢水通過電滲析與反滲透設備組合エ藝處理后，最終使濃縮液含氯化鈉濃度提升至8.0-15.0%及以上，濃縮液的體積降至原廢水體積的10.0-50.0%，送下一エ序進行蒸發濃縮處理；反滲透膜(RO)裝置另ー側排出的淡水回收率為50-90%，該反滲透膜(RO)裝置透析出的淡水即凈化水返回生產系統回用；`(3)高鹽濃縮液的蒸發濃縮與處理:將上述(2)得到的含氯化鈉濃度8.0-15.0的氯化鈉廢水濃縮液和經預處理的高濃度含鹽廢水給入MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備進行蒸發濃縮處理，濃縮至飽和狀態時，將氯化鈉鹽溶液冷卻至30-50°C，使一部分氯化鈉鹽以固體結晶的形式析出，將結晶的氯化鈉用離心機甩干脫水后待用，氯化鈉濾液即氯化鈉母液送銨鈉鹽轉化反應釜處理;MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備產出的蒸餾水冷凝后返回稀土選冶生產系統循環利用；(4)銨鈉鹽轉化制堿:①將上述氯化鈉飽和母液投入密閉的轉化反應釜內，在轉速為40-120r/min的攪拌條件下，按氯化鈉:碳酸氫銨=1.0:0.9-1.0的摩爾比,將固體碳酸氫銨緩慢加入反應爸內進行復分解反應，控制反應溫度為20-40°C，反應1.5-2.0小時，使氯化鈉與碳酸氫銨發生反應轉化為碳酸氫鈉和氯化銨，即銨鈉鹽轉化工藝；因常溫狀態下碳酸氫鈉的溶解度較小，轉化反應釜內很快形成碳酸氫鈉沉淀物，生成的碳酸氫鈉沉淀用過濾設備濾出，除去碳酸氫鈉沉淀的濾液按以下步驟進行處理；②將除去碳酸氫鈉沉淀的濾液移至氯化銨結晶釜中，加入濃鹽酸調節pH=7，然后對濾液進行濃縮處理，采用MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備進行低溫提濃處理，蒸發掉三分之一的水分，在蒸發濃縮時NaCl優先析出，趁熱過濾除去析出的NaClJf NH4Cl母液迅速冷卻到5-1TC，氯化銨即可冷析結晶出來，將氯化銨結晶經離心脫水得到固體氯化銨；③當氯化銨母液在5_11°C條件下不再析出NH4C1晶體時轉入氯化鈉溶解釜內，然后勻速加入上述脫水的氯化鈉固體粉末，攪拌溶解30min，過濾分離未溶解的固體氯化鈉，再將濾液轉移至氯化銨結晶釜冷卻到5-ll°C，可從母液中離心分離出剩余的氯化銨，將析出氯化銨后的濾液返回到轉化反應釜內回用；④制取NaHC03、Na2CO3, NH4Cl過程中產生的NH3、CO2廢氣，引入廢氣吸收裝置內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種稀土選冶含氯化鈉廢水的組合處理方法，其特征在于：（1）廢水預處理：根據廢水含氯化鈉的濃度不同，對廢水進行分流處置；按濃度分類：氯化鈉濃度≤3.5%的較低濃度的含鹽廢水、氯化鈉濃度3.5%?8.0%的中濃度氯化鈉廢水和氯化鈉濃度≥8.0?15.0%的高濃度的含鹽廢水，將不同濃度的含鹽廢水分別排入不同的廢水中和調節池內，在調節池進行隔油、均質、調節pH值、曝氣處理；再對廢水進行電絮凝和氣浮除油、接著進入混凝沉淀池，加入碳酸鈉和聚丙烯酰胺絮凝劑，進行混凝沉淀、再經過吸油纖維過濾、多介質過濾、活性炭過濾和UF超濾過濾預處理，將經上述處理的廢水送入NF納濾膜設備進一步預處理；（2）中低濃度氯化鈉廢水的電滲析（ED）和反滲透膜（RO）組合處理：將中低濃度的氯化鈉廢水進行上述預處理后，氯化鈉濃度≥3.5%的含鹽廢水先給入電滲析（ED）裝置進行濃縮處理，析出的淡水出水再進入反滲透膜（RO）裝置；而濃度≤3.5%的含鹽廢水則先進入反滲透膜（RO）裝置進行脫鹽處理，反滲透（RO）的濃水出水再進入電滲析（ED）裝置進行濃縮處理；含鹽廢水通過電滲析與反滲透設備組合工藝處理后，最終使濃縮液含氯化鈉濃度提升至8.0?15.0%及以上，濃縮液的體積降至原廢水體積的10.0?50.0%，送下一工序進行蒸發濃縮處理；反滲透膜（RO）裝置另一側排出的淡水回收率為50?90%，該反滲透膜（RO）裝置透析出的淡水即凈化水返回生產系統回用；（3）高鹽濃縮液的蒸發濃縮與處理：將上述（2）得到的含氯化鈉濃度8.0?15.0的氯化鈉廢水濃縮液和經預處理的高濃度含鹽廢水給入MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備進行蒸發濃縮 處理，濃縮至飽和狀態時，將氯化鈉鹽溶液冷卻至30?50℃，使一部分氯化鈉鹽以固體結晶的形式析出，將結晶的氯化鈉用離心機甩干脫水后待用，氯化鈉濾液即氯化鈉母液送銨鈉鹽轉化反應釜處理；MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備產出的蒸餾水冷凝后返回稀土選冶生產系統循環利用；（4）銨鈉鹽轉化制堿：①將上述氯化鈉飽和母液投入密閉的轉化反應釜內，在轉速為40?120r/min的攪拌條件下，按氯化鈉：碳酸氫銨=1.0：0.9?1.0的摩爾比，將固體碳酸氫銨緩慢加入反應釜內進行復分解反應，控制反應溫度為20?40℃，反應1.5?2.0小時，使氯化鈉與碳酸氫銨發生反應轉化為碳酸氫鈉和氯化銨，即銨鈉鹽轉化工藝；因常溫狀態下碳酸氫鈉的溶解度較小，轉化反應釜內很快形成碳酸氫鈉沉淀物，生成的碳酸氫鈉沉淀用過濾設備濾出，除去碳酸氫鈉沉淀的濾液按以下步驟進行處理；②將除去碳酸氫鈉沉淀的濾液移至氯化銨結晶釜中，加入濃鹽酸調節pH=7，然后對濾液進行濃縮處理，可采用MVR低溫蒸發設備或低溫多效蒸發設備進行低溫提濃處理，蒸發掉三分之一的水分，在蒸發濃縮時NaCl優先析出，趁熱過濾除去析出的NaCl，將NH4Cl母液迅速冷卻到5?11℃，氯化銨即可冷析結晶出來，將氯化銨結晶經離心脫水得到固體氯化銨；③當氯化銨母液在5?11℃條件下不再析出NH4Cl晶體時轉入氯化鈉溶解釜內，然后勻速加入上述脫水的氯化鈉固體粉末，攪拌溶解30min，過濾分離未溶解的固體氯化鈉，再將濾液轉移至氯化銨結晶釜冷卻到5?11℃，可從母液中離心分離出剩余的氯化銨，將析出氯化銨后的濾液返回到轉化反應釜內回用；④制取NaHCO3、Na2CO3、NH4Cl過程中產生的NH3、CO2廢氣，引入廢氣吸收裝置內用氯化鈉鹽水吸附回收循環利用；⑤將用上述轉化反應制備的碳酸氫鈉洗滌、烘干后，作為稀土冶煉生產的選冶藥劑循環利用；或將碳酸氫鈉煅燒制成純堿回用于稀土冶煉分離生產工序；將上述制得的氯化銨65℃烘干后，制得農用氯化銨成品；⑥在煅燒爐內投入制得的碳酸氫鈉，于200?220℃的溫度下煅燒制成碳酸鈉，回用于稀土選冶生產系統；煅燒爐產生的CO2廢氣冷卻后引入吸收裝置內，用含氨的NaCl飽和溶液噴淋吸收循環利用。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓樹民，孟憲昴，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：