CN204874697U

CN204874697U - 离子型混合稀土料液中重金属和放射性元素的去除***

Info

Publication number: CN204874697U
Application number: CN201520384349.XU
Authority: CN
Inventors: 张选旭; 陈冬英; 杨新华; 陈淑梅; 周洁英; 洪侃; 伍莺; 赖兰萍; 陈后兴; 赖耀斌
Original assignee: GANZHOU NONFERROUS METALLURGICAL INSTITUTE
Current assignee: GANZHOU NONFERROUS METALLURGICAL INSTITUTE
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2025-06-04

Abstract

一种离子型混合稀土料液中重金属和放射性元素的去除***，包括：离子型混合稀土分解装置，其具有分解剂添加器、离子型混合稀土料液出口；至少一级萃取槽，第一级萃取槽设有离子型混合稀土料液入口、无氨皂化有机萃取剂添加器，最后一级萃取槽设有重金属、放射性元素负载有机相出口和除杂后的稀土料液水相出口；反萃装置，其设有负载有机相入口、负载有机相入口、反萃液出口、反萃剂稀土出口；以及重金属、放射性元素去除装置，其设有反萃液入口、重金属和放射性元素去除剂添加口、以及除杂废水排放口。本实用新型从源头就降低重金属、放射性元素含量，从而省去后续的污水重金属、放射性元素处理工序，从而降低污水处理成本。

Description

离子型混合稀土料液中重金属和放射性元素的去除***

技术领域

本实用新型涉及一种离子型混合稀土料液中重金属和放射性元素的去除***，用于处理南方离子型混合稀土料液，是一种新型的去除重金属、放射性元素(例如钍、铀)的方法，属于湿法冶金领域。

术语“无氨皂化有机萃取剂”是指：采用碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙、氢氧化钠、氧化镁中的一种或几种皂化有机萃取剂代替氨水皂化有机萃取剂。术语“重金属、放射性(钍、铀)去除剂”是指：硫酸亚铁、氯化亚铁、硫化钠、石灰、絮凝剂PAM中的一种或几种。

背景技术

在现有技术中，离子型混合稀土料液制备工艺包括：采用盐酸溶解、水解除杂、水解渣重溶回收稀土，该工艺操作繁杂、过滤困难、稀土直收率低。

尤其是，重金属(例如镉、铅、砷、铬、六价铬)、放射性元素(例如钍、铀)等杂质去除不完全，随同稀土料液一同进入萃取体系，一方面直接影响各种产品的质量，对产品的后续加工十分不利；另一方面导致萃取、沉淀车间废水排放口的治理成本增加。

在生产实践中，1个体积的稀土料液，经过整个生产流程，到最后会产生10倍体积以上的废水。现有技术中，重金属、放射性元素的去除操作主要集中在工艺流程最后的污水处理阶段。因此，从终端污水中去除重金属、放射性元素的处理量极大，治污成本非常高。

形成的一种现有技术的偏见是，生产污染是必然的，最后尽量处理一下以示重视环保。从来没有人打破常规，考虑如何从稀土料液的源头中就去除重金属、放射性元素，从而实现绿色的、环境友好性的生产。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种从离子型混合稀土料液中去除重金属和放射性元素的***，其以从源头就降低重金属、放射性元素含量，从而省去后续的污水重金属、放射性元素处理工序，从而降低污水处理成本，同时使污水达标排放，工艺流程简单，废水治理成本低，可实现稀土分离的高效、清洁、绿色生产。该方法是采用有机萃取剂萃取离子型混合稀土料液中的重金属和放射性元素，使重金属、放射性元素与混合稀土料液分离。

为此，本实用新型提供了一种从离子型混合稀土料液中去除重金属和放射性元素的***，其特征在于，该***包括：

离子型混合稀土分解装置，其具有分解剂添加器、离子型混合稀土料液出口；

至少一级萃取槽，第一级萃取槽设有设有离子型混合稀土料液入口、无氨皂化有机萃取剂添加器，最后一级萃取槽设有重金属、放射性元素负载有机相出口和除杂后的稀土料液水相出口；

反萃装置，其设有负载有机相入口、负载有机相入口、反萃液出口、反萃剂稀土出口；以及

重金属、放射性元素去除装置，其设有反萃液入口、重金属和放射性元素去除剂添加口、以及除杂废水排放口。

优选地，离子型混合稀土分解装置还设有混合稀土料液酸度控制器，稀土浓度控制器。

优选地，混合稀土料液酸度控制器为0.05～0.50mol/L的控制器，稀土浓度为0.8～1.6mol/L控制器的控制器。

优选地，萃取槽还包括有机萃取剂无氨皂化度控制器；相比控制器；混合时间控制器；澄清时间控制器；料液处理量控制器。

优选地，有机萃取剂无氨皂化度控制器为0.05～0.5mol/L的控制器；相比控制器为(1～4):1的控制器；混合时间控制器为10～20分钟的控制器；澄清时间控制器为10～15分钟的控制器；料液处理量控制器为75～85kg/d的控制器。

优选地，分解剂添加器为盐酸添加器。

优选地，所述负载有机相入口为草酸溶液入口。

优选地，所述反萃剂稀土出口为草酸稀土出口。

优选地，重金属、放射性元素去除装置设有除重金属的pH值为8～9的控制器，除放射性元素的pH值为10～11的控制器。

优选地，草酸稀土出口与灼烧炉连通，灼烧炉与离子型混合稀土分解装置连通。

根据本实用新型，采用有机萃取剂萃取混合稀土料液中的重金属、放射性元素(钍、铀)，使重金属、放射性元素(钍、铀)与混合稀土料液分离，从而去除混合稀土料液中的重金属、放射性元素(钍、铀)。然后，将负载有机相直接用草酸溶液进行反萃，使负载有机相中的重金属、放射性元素(钍、铀)等杂质和萃取的少量稀土全部反萃下来。其中，草酸稀土通过灼烧生成氧化稀土，之后，再用盐酸分解返回到混合稀土料液中；反萃液中的重金属、放射性元素(钍、铀)通过添加重金属、钍、铀去除剂，使除杂废水达到《稀土工业污染物排放标准》。

本实用新型采用萃取剂从离子型混合稀土料液中萃取重金属、放射性元素(钍、铀)的工艺原理如下:nH₂A_2(O)+Meⁿ⁺→Me(HA₂)_n+nH⁺

试验证明，本实用新型采用有机萃取去除离子型混合稀土料液中重金属、放射性元素(钍、铀)的方法，不仅能够有效地降低离子型混合稀土料液中杂质的含量，还可以充分利用草酸沉淀稀土工艺过程的余酸，简化后续除杂工序，降低废水的处理成本。经萃取除杂后制备的混合稀土料液，混合稀土收率大于98.5％。该方法工艺和设备简单，重金属、放射性元素(钍、铀)去除率高，成本低，可操作性强，易于工业规模生产。

根据本实用新型，从离子型混合稀土料液中去除重金属、放射性元素(钍、铀)，即从源头上保证清洁、绿色生产，而不是生产流程的最后才解决污染问题，工艺流程简单，废水治理成本低，实现了稀土分离的高效、清洁、绿色生产。

本实用新型的技术方案不容易想到。现有技术中，重金属、放射性元素去除操作主要集中在污水处理领域，即污水末端，还没有人提出从稀土料液中去除重金属、放射性元素。本实用新型从源头(稀土料液)去除重金属、放射性元素，后续流程不再引入重金属、放射性元素，体现了源头治污的理念。因此，从稀土料液中去除重金属、放射性元素，会比从终端污水中去除重金属、放射性元素的处理量少很多，省去终端污水处理重金属、放射性元素工序，节约大量的治污成本，显著地提高了企业的经济效益。

即使想到了本实用新型的原理，也需要克服一些技术上的困难、克服技术上的障碍，才能真正实现本实用新型的目的。需要付出创造性的劳动才能确定优化组合的多个参数匹配，而不是通过有限次的试验就能够得到的。

附图说明

图1是根据本实用新型的离子型混合稀土料液去除重金属、放射性元素(钍、铀)的工艺流程图。

图2是根据本实用新型的离子型混合稀土料液去除重金属、放射性元素(钍、铀)的***结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，从离子型混合稀土料液中去除重金属和放射性元素的***，包括：

离子型混合稀土分解装置10，其具有分解剂添加器11、离子型混合稀土料液出口14；

至少一级萃取槽20，第一级萃取槽设有离子型混合稀土料液入口21、无氨皂化有机萃取剂添加器22，最后一级萃取槽设有重金属、放射性元素负载有机相出口23和除杂后的稀土料液水相出口24；

反萃装置30，其设有负载有机相入口31、反萃剂入口32、反萃液出口33、反萃剂稀土出口34；

重金属、放射性元素去除装置40，其设有反萃液入口41、重金属和放射性元素去除剂添加口42、以及除杂废水排放口43。

离子型混合稀土分解装置10还设有混合稀土料液酸度为0.05～0.50mol/L的控制器12，稀土浓度为0.8～1.6mol/L的控制器13；

萃取槽20包括有机萃取剂无氨皂化度为0.05～0.5mol/L的控制器25；相比为(1～4):1的控制器26；混合时间为10～20分钟的控制器27；澄清时间为10～15分钟的控制器28；料液处理量为75～85kg/d的控制器29；

分解剂添加器11为盐酸添加器；

负载有机相入口31为草酸溶液入口；反萃剂稀土出口34为草酸稀土出口；

重金属、放射性元素去除装置40设有除重金属的pH值为8～9的控制器45，除放射性元素的pH值为10～11的控制器46。

草酸稀土出口34与灼烧炉50连通；灼烧炉50与离子型混合稀土分解装置10连通。

实施本实用新型的步骤如下：a)用盐酸分解离子型混合稀土，混合稀土料液酸度0.05～0.50mol/L，稀土浓度0.8～1.6mol/L；b)在萃取槽中用无氨皂化有机萃取剂与离子型混合稀土料液进行萃取分离，其中，重金属、放射性元素(钍、铀)被萃入有机相，除杂后的稀土料液在水相；c)将负载有机相直接用草酸溶液进行反萃，将负载有机相中的重金属、放射性元素(钍、铀)等杂质和萃取的少量稀土全部反萃下来。其中，草酸稀土通过灼烧生成氧化稀土，之后，再用盐酸分解返回到混合稀土料液中；反萃液中的重金属、放射性元素(钍、铀)通过添加重金属、放射性(钍、铀)去除剂去除，除重金属pH为8～9，除放射性(钍、铀)pH为10～11。

实施例：盐酸分解离子型混合稀土料液酸度0.05～0.5mol/L，稀土料液浓度0.8～1.6mol/L；有机萃取剂无氨皂化度0.05～0.5mol/L；相比为(1～4):1，混合时间10～20分钟，澄清时间10～15分钟；萃取槽级数20～40级，萃取槽混合室体积为5L；料液处理量75～85kg/d。

除杂后离子型混合稀土料液浓度REO为0.8～1.6mol/L，放射性元素钍、铀总量<0.5mg/L；重金属元素:总镉<0.25mg/L，总铅<1.0mg/L，总砷<0.5mg/L，总铬<4.0mg/L，六价铬<0.5mg/L。

除杂废水车间排放口达到《稀土工业污染物排放标准》:钍、铀总量<0.1mg/L，总镉<0.05mg/L，总铅<0.2mg/L，总砷<0.1mg/L，总铬<0.8mg/L，六价铬<0.1mg/L。

实施本实用新型的方法是：酸分解离子型混合稀土，形成离子型混合稀土料液；用无氨皂化有机萃取剂与离子型混合稀土料液进行萃取分离，其中，重金属、放射性元素被萃入有机相，除杂后的稀土料液在水相；将负载有机相进行反萃，使负载有机相中的重金属、放射性元素等杂质和萃取的少量稀土全部反萃下来；反萃液中的重金属、放射性元素通过添加重金属、钍、铀去除剂去除，使除杂废水达标排放。

优选地，所述重金属为镉、铅、砷、铬和/或六价铬；而所述放射性元素为钍和/或铀。优选地，用盐酸分解离子型混合稀土；混合稀土料液酸度0.05～0.50mol/L；和/或，稀土浓度0.8～1.6mol/L。

优选地，在萃取槽中对离子型混合稀土料液进行萃取分离；有机萃取剂无氨皂化度0.05～0.5mol/L；相比为(1～4):1；混合时间10～20分钟；澄清时间10～15分钟；萃取槽级数为20～40级；和/或，料液处理量75～85kg/d。

优选地，负载有机相直接用草酸溶液进行反萃。优选地，草酸稀土通过灼烧生成氧化稀土后，再反馈至离子型混合稀土进行分解，从而返回到混合稀土料液中。优选地，除重金属的pH值为8～9，除放射性元素的pH值为10～11。

Claims

1.一种离子型混合稀土料液中重金属和放射性元素的去除***，其特征在于，该***包括：

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，离子型混合稀土分解装置还设有混合稀土料液酸度控制器，稀土浓度控制器。

3.如权利要求2所述的***，其特征在于，混合稀土料液酸度控制器为0.05～0.50mol/L的控制器，稀土浓度为0.8～1.6mol/L控制器的控制器。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于，萃取槽还包括有机萃取剂无氨皂化度控制器；相比控制器；混合时间控制器；澄清时间控制器；料液处理量控制器。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，有机萃取剂无氨皂化度控制器为0.05～0.5mol/L的控制器；相比控制器为(1～4):1的控制器；混合时间控制器为10～20分钟的控制器；澄清时间控制器为10～15分钟的控制器；料液处理量控制器为75～85kg/d的控制器。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，分解剂添加器为盐酸添加器。

7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述负载有机相入口为草酸溶液入口。

8.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述反萃剂稀土出口为草酸稀土出口。

9.如权利要求1所述的***，其特征在于，重金属、放射性元素去除装置设有除重金属的pH值为8～9的控制器，除放射性元素的pH值为10～11的控制器。

10.如权利要求1所述的***，其特征在于，草酸稀土出口与灼烧炉连通，灼烧炉与离子型混合稀土分解装置连通。