CN102173491B - 一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺，将经过酸溶解稀土矿后排出的废水用石灰处理，形成的含有大量钙、铁铝盐残渣，在残渣内加入质量百分浓度70%以上硫酸熟化制成含硫酸钙的硫酸铝铁水处理剂，熟化是综合利用稀土煅烧产生的余热和锅炉的烟室余热。本发明不仅可以解决目前常规无机高分子絮凝剂硫酸铝铁合成成本较高的问题，而且可以解决稀土冶炼工艺中，废水处理产生的残渣量大、残渣难以处理、稀土生产时排出的煅烧余热和锅炉烟室余热温度低、难以综合利用的问题，在原有工艺的基础上制备经济效益高的含硫酸钙的硫酸铝铁，而且可以作为后序污水处理的处理药剂，制备过程简单，经济效益明显，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺。
技术背景
硫酸铝铁综合性能优于聚合硫酸铁（PFS）和聚合硫酸铝（PAS）,具有铁盐絮凝剂沉降速度快、矾花大、铝系絮凝剂褪色效果好的优点,具有聚合氯化铝(PAC)和铁盐的特性和特点,克服了 PAC在低温低浊时的净水难点。因此，其净水效果明显优于一般的净水产品。
目前常用的制备硫酸铝铁的方法：以硫酸亚铁、H2SO4、Al(OH)3等为原料,在氧化剂H2O2存在下合成聚合硫酸铝铁（PAFS）。该法的缺点是需要精确的工艺控制，给操作带来一定困难，且氧化剂H2O2比较昂贵，因此制备成本较高。
国内也有利用热电厂排放的粉煤灰与化工厂的黄铁矿烧渣，在较高的温度下合成聚合硫酸铝铁(PAFS)絮凝剂，该法采用的原料都是工厂废弃物，故具有较好的经济效益和环境效益，但该法的不足之处是原料中Fe2+含量较高，常需要再加入氧化剂（如MmO2），且工艺繁琐，合成时间较长，比较不利于工业化生产。
稀土在灼烧过程中，升温段可将稀土沉淀物所含的水分烘干，但还有大量余热没有综合利用，造成了能源的浪费。另外稀土焙烧矿浸出液提取稀土后存在大量的铁铝元素，经石灰沉淀后形成含有大量钙，铁铝盐的残渣。单纯采用石灰处理时，沉降速度慢，污水处理能力低，如果辅助常规絮凝剂（如聚合氯化铝），不仅成本较高，而且处理效果不太好。石灰沉淀过程中，由于产生的残渣量大，残渣难以处理，因此给污水处理造成较大的环保压力。目前处理残渣的方法通常将其压榨，再运输至其他地方进行填埋，此方法不仅处理成本高，而且产生的钙、铁铝盐等难以经济利用。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺，可在原有工艺的基础上制备经济效益高的含硫酸钙的硫酸铝铁，而且可以作为后序污水处理的处理药剂，制备过程简单，经济效益明显，易于推广。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
将经过酸溶解稀土矿后排出的废水用石灰处理，形成的含有大量钙、铁铝盐残渣，在残渣内加入质量百分浓度70%以上硫酸熟化制成含硫酸钙的硫酸铝铁水处理剂，熟化是综合利用稀土煅烧产生的余热和锅炉的烟室余热。
所述酸溶解稀土矿是：（1）将碳酸稀土或草酸稀土精料用盐酸溶解，用于萃取纯净稀土，萃取后废水除了含有大量铝、铁元素外还含有大量的Cl-，Cl-可作为后序制备硫酸铝铁的催化剂；（2）硫酸或氯化氨等煅烧稀土精矿后，浸出液除了含有稀土外还有大量的铝铁元素，沉淀出稀土精料后溶液里残余大量铝铁元素。工厂中一般使用石灰沉淀这些铝铁元素形成废渣。
所述酸熟化是将石灰沉淀后产生的残渣与质量百分浓度70%以上的硫酸混合，摩尔比在2：3～2：3.5，在料堆温度控制在80-150摄氏度下进行熟化堆放，利用稀土煅烧或锅炉烟道中产生的余热来控制温度，至料堆颜色变为淡黄后即转化为水处理剂----含硫酸钙的硫酸铝铁。如使用（2）残渣一般需要另加入少量Cl-。
所述的水处理剂是含硫酸钙的硫酸铝铁，可以作为水处理过程中的絮凝剂。
采用上述方案后，本发明的关键特点是稀土生产废水的沉渣与稀土生产余热进行复合治理，并副产出硫酸铝铁水处理剂。本发明不仅可以解决目前常规无机高分子絮凝剂硫酸铝铁合成成本较高的问题，而且可以解决稀土冶炼工艺中，废水处理产生的残渣量大、残渣难以处理、稀土生产时排出的煅烧余热和锅炉烟室余热温度低、难以综合利用的问题。在原有工艺的基础上制备经济效益高的含硫酸钙的硫酸铝铁，而且可以作为后序污水处理的处理药剂，制备过程简单，经济效益明显，易于推广。
具体实施方式
取200Kg经过石灰沉淀后的含有大量钙、铝铁盐的残渣，通过水泥搅拌机投入质量百分浓度70%硫酸（工业废酸），搅匀出料，在料堆温度控制在80-150摄氏度（利用灼烧时产生的余热控制温度）下进行熟化堆放，实验发现，当料堆温度达到70摄氏度时，残渣与硫酸混合物的颜色开始变为赤色，当温度继续升高时，颜色又逐渐转化为灰黑色，此时一般为搅拌机出料的颜色。将料堆放在锅炉烟道净化室中，在大约120-150摄氏度下，残渣与硫酸的颜色转化为浅黄色（此为含硫酸钙的硫酸铝铁），保温6小时出料，高于12小时出现料“烧死”的问题，水溶性下降。
当烟道净化室温度控制不好（即风机引入冷空气与烟道气混合后温度过高时），会出现呛人的味道，分析产物为硫酸雾。此状况一般出现在烟道净化室温度高于200摄氏度，此时不仅料“烧死”，还出现新的污染。
在石灰沉淀的过程中，加入0.1%制备出的硫酸铝铁的水溶液（含有悬浊物），发现不仅快速产生大量絮花，而且沉降速度很快，可以大大提高污水处理的能力。
在漂染废水中，投入0.08%制备出的硫酸铝铁的水溶液（含有悬浊物），发现产生大量絮花，处理效果好于投入0.06%工业硫酸铝絮凝的效果，而且沉淀速度明显快于后者。
另外，如果将经过石灰沉淀后的含有大量钙、铝铁盐的残渣，加入质量百分深度70%的工业热硫酸，混合搅拌，放置一星期后也可以制备出硫酸铝铁。
在处理皮革废水中加入0.15%制备出的硫酸铝铁，可将COD（化学需氧量）为5000，色度为230的皮革废水，降至COD为1500，色度为70。
以上仅为本发明的优选实施方式，并非对本发明的保护范围的限定，凡与本发明的关键技术没有产生本质上的区别，对上述实施方式的推演或替换，均应被视为落入本案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺，其特征在于：将经过酸溶解稀土矿后排出的废水用石灰处理，形成的含有钙、铁铝盐残渣，在残渣内加入质量百分浓度70%以上硫酸熟化制成含硫酸钙的硫酸铝铁水处理剂，熟化是综合利用稀土煅烧产生的余热和锅炉的烟室余热；所述酸溶解稀土矿是：将碳酸稀土或草酸稀土精料用盐酸溶解，用于萃取纯净稀土，萃取后废水除了含有铝、铁元素外还含有Cl-，Cl-作为后序制备硫酸铝铁的催化剂；所述酸熟化是将石灰沉淀后产生的残渣与质量百分浓度70%以上的硫酸混合，摩尔比在2：3～2：3.5，在料堆温度控制在80-150摄氏度下进行熟化堆放，利用稀土煅烧或锅炉烟道中产生的余热来控制温度，至料堆颜色变为淡黄后即转化为水处理剂----含硫酸钙的硫酸铝铁。
2.一种稀土矿浸出废液及稀土生产煅烧余热的综合利用工艺，其特征在于：将经过酸溶解稀土矿后排出的废水用石灰处理，形成的含有钙、铁铝盐残渣，在残渣内加入质量百分浓度70%以上硫酸熟化制成含硫酸钙的硫酸铝铁水处理剂，熟化是综合利用稀土煅烧产生的余热和锅炉的烟室余热；所述酸溶解稀土矿是：硫酸或氯化氨煅烧稀土精矿后，浸出液除了含有稀土外还有铝铁元素，沉淀出稀土精料后溶液里残余铝铁元素；所述酸熟化是将石灰沉淀后产生的残渣与质量百分浓度70%以上的硫酸混合，摩尔比在2：3～2：3.5，残渣中还加入Cl-，在料堆温度控制在80-150摄氏度下进行熟化堆放，利用稀土煅烧或锅炉烟道中产生的余热来控制温度，至料堆颜色变为淡黄后即转化为水处理剂----含硫酸钙的硫酸铝铁。
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| CN102173491A (zh) | 2011-09-07 |
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