一种含铒废水的稀土提取系统及方法技术方案

技术编号:20125030 阅读:41 留言:0更新日期:2019-01-16 13:31
本发明专利技术涉及一种含铒废水处理技术,特别是一种含铒废水的稀土提取系统,其包括废水收集箱、预处理池、吸附装置、脱附装置、反应池以及焚烧装置,所述废水收集箱的废水出液管与预处理池的预处理池进液管相对接,所述预处理池的预处理池出液管与吸附装置的溶液入口相对接;所述脱附装置的溶液出口与反应池的反应池入口相对接。同时,本发明专利技术中还提供了一种含铒废水的稀土提取方法。本发明专利技术解决了“提升含铒废水中稀土元素的回收率和纯度”的技术问题,其具备吸附剂可循环使用多次,节约成本;在工艺流程中产品损失量少,产率高等一系列优点。

A Rare Earth Extraction System and Method for Erbium-Containing Wastewater

The invention relates to an Erbium-containing wastewater treatment technology, in particular to a rare earth extraction system for Erbium-containing wastewater, which comprises a wastewater collection tank, a pretreatment tank, an adsorption device, a desorption device, a reaction tank and an incineration device. The effluent pipe of the wastewater collection tank is connected with the inlet pipe of the pretreatment tank, and the effluent pipe and the adsorption device of the pretreatment tank are connected with each other. The solution outlet of the desorption device is connected with the reaction pool inlet of the reaction pool. At the same time, the invention also provides a rare earth extraction method for Erbium-containing wastewater. The invention solves the technical problem of \improving the recovery and purity of rare earth elements in Erbium-containing wastewater\. The adsorbent can be reused many times, saving cost, and has a series of advantages such as less product loss and high yield in the process flow.

【技术实现步骤摘要】
一种含铒废水的稀土提取系统及方法
本专利技术涉及一种含铒废水处理技术,特别是一种含铒废水的稀土提取系统及方法。
技术介绍
现有技术中含铒废水的稀土提取方式,如下:含铒废水经沉降后通过过滤器除杂,加入碱性沉淀剂(碳酸钠和碳酸氢钠混合物)使废水中稀土元素沉淀,用稀盐酸回收稀土。上述方式的工艺步骤:收集含铒废水后,先通入沉降池,上清液通过杂质过滤器,除去颗粒杂质。向去除杂质后的废水中加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使稀土元素转变为碳酸盐而沉淀,分离固液,向固相中加入盐酸,得到氯化稀土。上述方式的工艺条件:废水收集箱、原料箱、沉降池、杂质过滤器、反应池装置、过滤器、压力泵、废弃沉淀箱、废水箱、废水排放装置。使用原料:废水、碳酸钠和碳酸氢钠混合物、盐酸。存在的缺点或不足之处:仅通过沉淀法提取稀土元素,无法完全除去杂质元素,会导致产品纯度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种碳纳米材料吸附技术和沉淀技术相结合的含铒废水回收稀土元素的系统及方法。上述系统及方法通过氧化石墨烯溶胶对废水中稀土元素进行吸附,后在脱附得到的稀土溶液中加入碱性沉淀剂(碳酸钠和碳酸氢钠混合物)进行沉淀及回收,同时进行废水处理。为了实现上述目的,本专利技术所设计的一种含铒废水的稀土提取系统,该系统包括:废水收集箱,所述废水收集箱包含单侧开口的箱体以及用以密封该箱体的开口的盖体;在箱体的内腔设有隔板,该隔板自盖体的表面先垂直延伸向箱体的开口对立面,后折弯延伸至箱体的顶面;所述箱体的内腔被隔板分为上密封室与下流通室;在下流通室内设有第一过滤网板和第二过滤网板,两者在水流的流通路径上先后排列,第一过滤网板自隔板表面垂直延伸至箱体的底面,第二过滤网板自隔板表面垂直延伸向箱体的底面,但与箱体的底面未接触,在第二过滤网板的下方设有斜向板,所述斜向板自第二过滤网板的端面径直延伸至箱体的底面,且逐渐线性接近第一过滤网板;在第一过滤网板的两侧均设有搅拌轴,每根搅拌轴上均设有搅拌叶轮,且每根搅拌轴均密封贯穿隔板后延伸进入至上密封室,并与从箱体外延伸至上密封腔内的对应电机轴相联接;在盖体上设有废水进液管,该废水进液管的管口与下流通室相贯通;在箱体上设有废水出液管,该废水出液管的管口同样与下流通室相贯通;预处理池,在预处理池内设有挡板,所述挡板的底部设有通孔;所述预处理池被挡板分为第一腔室和第二腔室;在第一腔室内设有第一搅拌装置,所述第一腔室的顶部设有碱入口;在第二腔室内设有透析膜,所述第二腔室被透析膜分为前半腔与后半腔,在后半腔内设有pH计;预处理池进液管与第一腔室相贯通,预处理池出液管与第二腔室的后半腔相贯通;吸附装置,所述吸附装置包含采用Hummers法生产石墨烯的制备装置、收集筛和恒温箱;在收集筛的内表面上铺设透析膜,采用Hummers法生产石墨烯的制备装置位于吸附装置的顶部,所述制备装置的下料口正对位于该制备装置下方的收集筛,恒温箱位于收集筛的下方,且在收集筛的一侧设有用于将该收集筛传送至恒温箱内的第一传送装置;所述恒温箱的一侧设有溶液入口;脱附装置,所述脱附装置包含恒温脱附水箱,所述恒温脱附水箱的一侧设有收集筛入口,其对应侧则设有收集筛出口,在恒温脱附水箱的顶部设有酸入口,且紧邻收集筛入口,在恒温脱附水箱的底部设有溶液出口以及用于将从收集筛入口进入恒温脱附水箱的收集筛输送至收集筛出口的第二传送装置;反应池,在反应池内设有渗析膜,所述反应池被渗析膜分隔成第三腔室与第四腔室;在第三腔室内设有第二搅拌装置,所述反应池的顶部设有反应池入口和碱性沉淀剂入口,所述反应池的中间部则设有反应池出口,所述反应池入口、碱性沉淀剂入口和反应池出口均与第三腔室相贯通;以及,焚烧装置,所述焚烧装置包含焚烧炉以及位于该焚烧炉内的输送带装置,在焚烧炉上设有将吸附了稀土元素的石墨烯引至输送带装置的一侧的进料通道,所述输送带装置的另一侧则延伸至焚烧炉的外部;其中,所述废水收集箱的废水出液管与预处理池的预处理池进液管相对接,所述预处理池的预处理池出液管与吸附装置的溶液入口相对接;所述脱附装置的溶液出口与反应池的反应池入口相对接。同时,本专利技术中提供了一种含铒废水的稀土提取方法,其包括以下的步骤:a、收集含铒废水,并加入碱调节废水的pH值至10-13,杂元素沉淀并去除;b、采用Hummers法制备氧化石墨烯溶胶,将制备得到的氧化石墨烯溶胶加入步骤a得到的预处理废水中,氧化石墨烯溶胶吸附稀土元素;吸附剂氧化石墨烯溶胶可循环使用多次;c、用盐酸溶液对步骤b中吸附了稀土元素的氧化石墨烯溶胶进行脱附,得到稀土溶液,稀土溶液纯度为65-70%;d、向步骤c得到的稀土溶液中加入碱性沉淀剂,稀土元素转变为碳酸盐进而沉淀,后用渗析膜分离;e、步骤d得到的碳酸盐经热分解得到稀土元素的氧化物,并收集。上述一种含铒废水的稀土提取系统及方法,采用两次分离方法来提高稀土元素的回收率,对吸附剂氧化石墨烯溶胶进行脱附并循环使用,充分利用原料。在长时间使用后,为了方便清除堆积在第一过滤网板与第二过滤网板之间的沉淀杂质,在上述箱体的底面上设有废料排料管,该废料排料管的管口与位于第一过滤网板与斜向板之间的下流通室部分相贯通;在废料排料管内设有用以密封该废料排料管的堵头。作为优选,上述一种含铒废水的稀土提取系统,其还包括用以收集吸附装置的废水的废水箱,所述废水箱配备有用以检测该废水箱内废水水质的水质检测系统,废水经检测达标后可直接排放。进一步的优选,上述一种含铒废水的稀土提取系统,其还包括用以收集预处理池的废弃沉淀物的废弃沉淀箱,该废弃沉淀箱方便预处理池的废弃沉淀物进行集中收集处理。相对于现有技术的改进:本专利技术中吸附剂现场制备,可保证吸附剂的新鲜程度和吸附能力;三步工艺(废水预处理、氧化石墨烯溶胶吸附法、碱性沉淀剂沉淀法)提高了废水中稀土元素的回收率和纯度;氧化石墨烯溶胶吸附后的废水经检测达标后可直接排放,简化了工序;吸附剂氧化石墨烯溶胶可循环使用多次,节约成本;在工艺流程中产品损失量少,产率高。附图说明图1是实施例1所提供一种含铒废水的稀土提取系统的系统示意图;图2是实施例1中废水收集箱的结构示意图;图3是实施例1中废水收集箱去掉盖体的结构示意图;图4是实施例1中预处理池的结构示意图;图5是实施例1中吸附装置的结构示意图;图6是实施例1中脱附装置的结构示意图;图7是实施例1中反应池的结构示意图;图8是实施例1中焚烧装置的结构示意图;图9是实施例2中废水收集箱的结构示意图;图10是实施例3中一种含铒废水的稀土提取系统的系统示意图;图11是实施例4中一种含铒废水的稀土提取系统的系统示意图。图中:废水收集箱1、开口1-1、箱体1-2、盖体1-3、隔板1-4、上密封室1-5、下流通室1-6、第一过滤网板1-7、第二过滤网板1-8、斜向板1-9、搅拌轴1-10、搅拌叶轮1-11、电机轴1-12、废水进液管1-13、废水出液管1-14、废料排料管1-15、堵头1-16、预处理池2、挡板2-1、通孔2-2、第一腔室2-3、第二腔室2-4、第一搅拌装置2-5、碱入口2-6、前半腔2-7、后半腔2-8、pH计2-9、预处理池进液管2-10、预处理池出液管2-11、废弃沉淀箱2-12、透析膜3、吸附装置4、制备装置4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铒废水的稀土提取系统,其特征是包括:废水收集箱,所述废水收集箱包含单侧开口的箱体以及用以密封该箱体的开口的盖体;在箱体的内腔设有隔板,该隔板自盖体的表面先垂直延伸向箱体的开口对立面,后折弯延伸至箱体的顶面;所述箱体的内腔被隔板分为上密封室与下流通室;在下流通室内设有第一过滤网板和第二过滤网板,两者在水流的流通路径上先后排列,第一过滤网板自隔板表面垂直延伸至箱体的底面,第二过滤网板自隔板表面垂直延伸向箱体的底面,但与箱体的底面未接触,在第二过滤网板的下方设有斜向板,所述斜向板自第二过滤网板的端面径直延伸至箱体的底面,且逐渐线性接近第一过滤网板;在第一过滤网板的两侧均设有搅拌轴,每根搅拌轴上均设有搅拌叶轮,且每根搅拌轴均密封贯穿隔板后延伸进入至上密封室,并与从箱体外延伸至上密封腔内的对应电机轴相联接;在盖体上设有废水进液管,该废水进液管的管口与下流通室相贯通;在箱体上设有废水出液管,该废水出液管的管口同样与下流通室相贯通;预处理池,在预处理池内设有挡板,所述挡板的底部设有通孔;所述预处理池被挡板分为第一腔室和第二腔室;在第一腔室内设有第一搅拌装置,所述第一腔室的顶部设有碱入口;在第二腔室内设有透析膜,所述第二腔室被透析膜分为前半腔与后半腔,在后半腔内设有pH计;预处理池进液管与第一腔室相贯通,预处理池出液管与第二腔室的后半腔相贯通;吸附装置,所述吸附装置包含采用Hummers法生产石墨烯的制备装置、收集筛和恒温箱;在收集筛的内表面上铺设透析膜,采用Hummers法生产石墨烯的制备装置位于吸附装置的顶部,所述制备装置的下料口正对位于该制备装置下方的收集筛,恒温箱位于收集筛的下方,且在收集筛的一侧设有用于将该收集筛传送至恒温箱内的第一传送装置;所述恒温箱的一侧设有溶液入口;脱附装置,所述脱附装置包含恒温脱附水箱,所述恒温脱附水箱的一侧设有收集筛入口,其对应侧则设有收集筛出口,在恒温脱附水箱的顶部设有酸入口,且紧邻收集筛入口,在恒温脱附水箱的底部设有溶液出口以及用于将从收集筛入口进入恒温脱附水箱的收集筛输送至收集筛出口的第二传送装置;反应池,在反应池内设有渗析膜,所述反应池被渗析膜分隔成第三腔室与第四腔室;在第三腔室内设有第二搅拌装置,所述反应池的顶部设有反应池入口和碱性沉淀剂入口,所述反应池的中间部则设有反应池出口,所述反应池入口、碱性沉淀剂入口和反应池出口均与第三腔室相贯通;以及,焚烧装置,所述焚烧装置包含焚烧炉以及位于该焚烧炉内的输送带装置,在焚烧炉上设有将吸附了稀土元素的石墨烯引至输送带装置的一侧的进料通道,所述输送带装置的另一侧则延伸至焚烧炉的外部;其中,所述废水收集箱的废水出液管与预处理池的预处理池进液管相对接,所述预处理池的预处理池出液管与吸附装置的溶液入口相对接;所述脱附装置的溶液出口与反应池的反应池入口相对接。...

【技术特征摘要】
1.一种含铒废水的稀土提取系统,其特征是包括:废水收集箱,所述废水收集箱包含单侧开口的箱体以及用以密封该箱体的开口的盖体;在箱体的内腔设有隔板,该隔板自盖体的表面先垂直延伸向箱体的开口对立面,后折弯延伸至箱体的顶面;所述箱体的内腔被隔板分为上密封室与下流通室;在下流通室内设有第一过滤网板和第二过滤网板,两者在水流的流通路径上先后排列,第一过滤网板自隔板表面垂直延伸至箱体的底面,第二过滤网板自隔板表面垂直延伸向箱体的底面,但与箱体的底面未接触,在第二过滤网板的下方设有斜向板,所述斜向板自第二过滤网板的端面径直延伸至箱体的底面,且逐渐线性接近第一过滤网板;在第一过滤网板的两侧均设有搅拌轴,每根搅拌轴上均设有搅拌叶轮,且每根搅拌轴均密封贯穿隔板后延伸进入至上密封室,并与从箱体外延伸至上密封腔内的对应电机轴相联接;在盖体上设有废水进液管,该废水进液管的管口与下流通室相贯通;在箱体上设有废水出液管,该废水出液管的管口同样与下流通室相贯通;预处理池,在预处理池内设有挡板,所述挡板的底部设有通孔;所述预处理池被挡板分为第一腔室和第二腔室;在第一腔室内设有第一搅拌装置,所述第一腔室的顶部设有碱入口;在第二腔室内设有透析膜,所述第二腔室被透析膜分为前半腔与后半腔,在后半腔内设有pH计;预处理池进液管与第一腔室相贯通,预处理池出液管与第二腔室的后半腔相贯通;吸附装置,所述吸附装置包含采用Hummers法生产石墨烯的制备装置、收集筛和恒温箱;在收集筛的内表面上铺设透析膜,采用Hummers法生产石墨烯的制备装置位于吸附装置的顶部,所述制备装置的下料口正对位于该制备装置下方的收集筛,恒温箱位于收集筛的下方,且在收集筛的一侧设有用于将该收集筛传送至恒温箱内的第一传送装置;所述恒温箱的一侧设有溶液入口;脱附装置,所述脱附装置包含恒温脱附水箱,所述恒温脱附水箱的一侧设有收集筛入口,其对应侧则设有收集筛出口,在恒温脱附水箱的顶部设有酸入口,且紧邻收集筛入口,在恒温脱附水箱的底部设有溶液出口以及用于将从收集筛入口进入恒温脱附水箱的收集筛输送至收集筛出口的第...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡宁洋张芳佳江玲玲刘帅帅许玲霞方荧
申请(专利权)人:绍兴文理学院
类型:发明
国别省市:浙江,33

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