混合稀土碱性废水的处理方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种混合稀土碱性废水的处理方法，包括以下步骤：提供氢氧根离子浓度为2.5～15mol/L、以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L和以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L的混合稀土碱性废水；将所述混合稀土碱性废水在温度为50～70℃且压力为4.0～8.0MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液；其中，所述渗滤液中富集氟离子和氢氧根离子；所述截留液中富集磷酸根离子；膜分离处理采用纳滤膜进行。本发明专利技术的处理方法可以将混合稀土碱性废水中的氟离子和较高浓度的磷酸根离子进行分离。本发明专利技术还公开了纳滤膜在处理混合稀土碱性废水以分离氟离子和磷酸根离子中的用途。

【技术实现步骤摘要】
混合稀土碱性废水的处理方法及用途
本专利技术涉及一种混合稀土碱性废水的回收方法，尤其涉及一种混合稀土碱性废水的处理方法及纳滤膜的用途。
技术介绍
白云鄂博混合稀土矿是我国最大的混合型稀土矿。白云鄂博混合稀土矿中伴生丰富的氟、磷等稀缺资源，将混合稀土矿分解并回收稀土的同时尽量用简单的方法将氟和磷资源回收。白云鄂博混合稀土矿的分解工艺主要包括浓硫酸焙烧分解工艺和碱分解工艺。浓硫酸焙烧分解工艺是混合稀土矿的主要冶金工艺。浓硫酸焙烧分解工艺用浓硫酸与稀土矿混合后进入回转窑在800℃以上焙烧，将所得焙烧矿用水浸出得到硫酸稀土溶液。混合稀土矿中的氟在焙烧阶段以氟化氢的形式与三氧化硫、四氟化硅等混合气体溢出，采用喷淋吸收方法处理。喷淋吸收得到的是硫酸和氢氟酸、氟硅酸的混酸，尾气治理工艺复杂且不易完全达标。混合稀土矿中的磷富集在水浸渣中，磷以焦磷酸钍的形式留在水浸渣中，放射性超过国家排放标准，而被存放在低放射性渣库中，不再利用，造成资源浪费。在传统的碱分解工艺中，首先采用稀盐酸处理混合稀土矿，去除矿物中的杂质元素钙，得到除钙矿；然后用浓的氢氧化钠溶液和除钙矿在140～160℃进行分解反应生成稀土氢氧化物，再用浓盐酸分解稀土氢氧化物而得到氯化稀土溶液。氟和磷分别以氟化钠和磷酸钠形式进入含氢氧化钠的碱性溶液中，最后将碱性溶液经过石灰的处理，氟和磷以氟化钙和磷酸钙混合物的形式形成二次废渣，氟、磷资源未能得到回收。该工艺中碱性废水难以处理，氟和磷等资源没有得到有效回收利用。CN102277483A公开了一种白云鄂博稀土精矿制备氯化稀土的新方法。该专利文献中未能分别回收氟离子和磷酸根离子。CN102277484A公开了一种混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收方法。将混合稀土精矿首先高温焙烧；将焙烧后的矿用盐酸浸出，得到酸浸渣和酸浸液；将酸浸渣用氢氧化钠进行碱分解，得到碱分解后的矿物；将碱分解后的矿物采用逆流水洗，逆流洗涤4～6级；将第一级水洗液加热蒸发结晶，过滤，得到氟化钠和蒸发结晶过滤后的滤液；对蒸发结晶过滤后的滤液进行冷凝结晶，得到磷酸钠和冷凝结晶过滤后的液体；将冷凝结晶过滤后的液体加热蒸发结晶，得固体氢氧化钠。CN109536746A公开了一种低钙高品位混合型稀土精矿循环浆化分解的方法。包括：采用硫酸溶液浆化反应分解低钙高品位混合型精矿，酸浸渣经水浸将硫酸钙与硫酸稀土溶解于水浸液中，水浸液中和除杂后形成磷铁钍渣。用浓碱液分解水浸渣和磷铁钍渣。碱废水结晶回收磷酸钠后循环使用。上述专利文献通过浓缩或蒸发结晶的方法将氟和磷进行分离。CN110776128A公开了一种稀土废水的处理回收工艺，通过纳滤装置实现废液中稀土、氮氨的富集，减少了稀土、氮氨回收的处理符合，降低了回收能耗。但该专利文献未涉及混合稀土碱性废水中的氟离子和磷酸根离子的分离回收。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种混合稀土碱性废水的处理方法，该处理方法采用纳滤膜将混合稀土碱性废水进行膜分离。本专利技术的处理方法可以将氟离子和较高浓度的磷酸根离子分离，且氟离子的透过率以及磷酸根离子的截留率较高。进一步地，本专利技术能够分别得到氟化钠和磷酸钠。本专利技术的另一个目的在于提供一种纳滤膜在处理混合稀土碱性废水以分离氟离子和磷酸根离子中的用途。本专利技术采用如下技术方案实现上述目的。一方面，本专利技术提供一种混合稀土碱性废水的处理方法，包括以下步骤：提供氢氧根离子浓度为2.5～15mol/L、以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L和以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L的混合稀土碱性废水；将所述混合稀土碱性废水在温度为50～70℃且压力为4.0～8.0MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液；其中，所述渗滤液中富集氟离子和氢氧根离子；所述截留液中富集磷酸根离子；膜分离处理采用纳滤膜进行。根据本专利技术的处理方法，优选地，还包括以下步骤：将所述渗滤液进行浓缩和过滤以得到氟化钠，将所述截留液浓缩和蒸发结晶以得到磷酸钠。根据本专利技术的处理方法，优选地，氢氧根离子浓度为4.0～12mol/L，以氟的重量计的氟离子浓度为0.15～6g/L，以磷的重量计的磷酸根离子浓度为6～45g/L。根据本专利技术的处理方法，优选地，所述混合稀土碱性废水为将混合稀土精矿通过碱分解工艺得到的含氢氧化钠的碱性废水。根据本专利技术的处理方法，优选地，将所述混合稀土碱性废水在温度为45～65℃且压力为4.0～7.0MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液。根据本专利技术的处理方法，优选地，将所述混合稀土碱性废水在温度为50～65℃且压力为4.0～6.5MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液。根据本专利技术的处理方法，优选地，所述纳滤膜为聚酰胺纳滤膜。另一方面，本专利技术还提供了一种纳滤膜在处理混合稀土碱性废水以分离氟离子和磷酸根离子中的用途，混合稀土碱性废水中，以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L，以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L。根据本专利技术的用途，优选地，所述纳滤膜为聚酰胺纳滤膜。根据本专利技术的用途，优选地，采用纳滤膜在温度为50～70℃和压力为4.0～8MPa的条件下对混合稀土碱性废水进行膜分离处理。本专利技术采用纳滤膜分离混合稀土碱性废水中的氟离子与较高浓度的磷酸根离子，得到富集氟离子的渗滤液以及富集磷酸根离子的截留液。通过优化工艺条件，本专利技术的方法可以获得较高的氟离子的透过率(F-透过率)和磷酸根离子的截留率(PO43-截留率)。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术的处理方法包括(1)提供混合稀土碱性废水的步骤、(2)膜分离步骤、(3)渗滤液处理步骤、(4)截留液处理步骤。本专利技术还提供纳滤膜的用途。在本专利技术中，渗滤液处理步骤和截留液处理步骤可以不分先后顺序。下面进行详细描述。<提供混合稀土碱性废水的步骤>本专利技术的混合稀土碱性废水为将混合稀土精矿通过不同类型的碱分解工艺得到的含氢氧化钠的碱性废水。混合稀土碱性废水中的氢氧根离子浓度为2.5～15mol/L、以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L和以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L。将混合稀土矿直接用碱进行分解，然后经过水洗和过滤得到本专利技术的混合稀土碱性废水。将混合型稀土矿与盐酸混合进行除钙，然后将过滤得到的滤饼水洗至中性得到除钙矿；将除钙矿进行碱分解，然后进行多次水洗和过滤得到本专利技术的混合稀土碱性废水。在本专利技术的混合稀土碱性废水中，氢氧根离子浓度可以为2.5～15mol/L，优选为4.0～12mol/L，更优选为6.0～11mol/L。在本专利技术的混合稀土碱性废水中，以氟的重量计的氟离子浓度可以为0.1～10g/L，优选为0.15～6g/L，更优选为0.5～4g/L。在本专利技术的混合稀土碱性废水中，以磷的重量计的磷酸根离子浓度可以为2.6～70g/L，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合稀土碱性废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供氢氧根离子浓度为2.5～15mol/L、以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L和以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L的混合稀土碱性废水；/n将所述混合稀土碱性废水在温度为50～70℃且压力为4.0～8.0MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液；其中，所述渗滤液中富集氟离子和氢氧根离子；所述截留液中富集磷酸根离子；膜分离处理采用纳滤膜进行。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合稀土碱性废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供氢氧根离子浓度为2.5～15mol/L、以氟的重量计的氟离子浓度为0.1～10g/L和以磷的重量计的磷酸根离子浓度为2.6～70g/L的混合稀土碱性废水；
将所述混合稀土碱性废水在温度为50～70℃且压力为4.0～8.0MPa的条件下进行膜分离处理以形成渗滤液和截留液；其中，所述渗滤液中富集氟离子和氢氧根离子；所述截留液中富集磷酸根离子；膜分离处理采用纳滤膜进行。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述渗滤液进行浓缩和过滤以得到氟化钠，将所述截留液浓缩和蒸发结晶以得到磷酸钠。


3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，氢氧根离子浓度为4.0～12mol/L，以氟的重量计的氟离子浓度为0.15～6g/L，以磷的重量计的磷酸根离子浓度为6～45g/L。


4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述混合稀土碱性废水为将混合稀土精矿通过碱分解工艺得到的含氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：马升峰，许延辉，孟志军，关卫华，王荣，刘铃声，李裕，宋静，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15