稀土矿湿法冶炼碱性高含量氟磷废水资源化分离提纯方法技术

本发明专利技术属于废水资源化处理技术领域，具体涉及稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法。所述资源化分离提纯方法，在废水原水中加入盐酸调pH、加入氯化钙，沉淀抽滤，提取氟化钙；在滤液中加入氯化钙、加碱液调pH，沉淀抽滤，提取类磷矿；在滤液中加入氧化镁、加盐酸调pH，沉淀抽滤，提取磷酸镁盐；将滤液浓缩，得到氯化钠、纯水和含有磷酸的母液。本发明专利技术通过对高氟高磷废水进行四步处理，回收高品位氟化钙、中品位类磷矿、中品位磷酸镁盐、中品位氯化钠、纯水五种产品，整个工艺闭环流转，化学废物零排放，不会造成环境污染，工艺环保，经济效益高。效益高。

【技术实现步骤摘要】
稀土矿湿法冶炼碱性高含量氟磷废水资源化分离提纯方法


[0001]本专利技术属于废水资源化处理
，具体涉及稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法。

技术介绍

[0002]稀土精矿在湿法冶炼过程中，会产生高磷高氟杂质的废水溶液，其主要成分为磷酸根离子、氟离子。高氟高磷废水若不处理直接排放会产生环境污染，而且即便进行处理也很难达到国标直排。按国家现行废水排放标准，氟离子浓度应小于10mg/L、总磷浓度应低于5mg/L。
[0003]目前的废水处理方法主要以絮凝吸附、中和吸附为主，再通过灼烧等方式实现吸附材料的再生。一方面，该类方法沉淀后的氟磷因分离成本高，影响回收再利用，大都被作为无用固废，无法回收利用氟磷元素；另一方面吸附材料再生过程中会产生大量能耗，造成双重浪费。同时，处理后的废水一般无法直排，需稀释排放，稀释后的废水排放无法降低氟磷排放总量，仍会持续产生环境污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法，通过对高氟高磷废水进行氟提纯、二次除氟、磷提纯、氯化钠提纯四步处理，实现水提纯，并成功回收高品位氟化钙、中品位磷酸镁盐、中品位类磷矿、中品位氯化钠、纯水五种产品，整个工艺闭环流转，化学废物零排放，不会造成环境污染，工艺环保，经济效益高。
[0005]本专利技术所述的稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法，包括以下步骤：（1）氟化钙提取：将废水原水加入盐酸调节pH小于2.5，然后加入氯化钙，混合搅拌，沉淀，抽滤，得到氟化钙固体和滤液A；（2）类磷矿提取：在滤液A中加入氯化钙，搅拌混合，再加入碱液调节体系pH至2
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4，沉淀，抽滤，得到类磷矿固体和滤液B；（3）磷酸镁盐提取：在滤液B中加入氧化镁，搅拌混合，加入盐酸调节体系pH至5
‑
8，搅拌9
‑
15min后，再加入盐酸调节体系pH至5
‑
8，搅拌9
‑
15min，重复操作3次，抽滤，得到磷酸镁盐固体和滤液C；（4）氯化钠提取：将滤液C进行浓缩，得到氯化钠、纯水和含有磷酸的母液。
[0006]步骤（1）中，所述废水原水为稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水，其氟含量为8000
‑
9000ppm，磷含量为6500
‑
8500ppm，氯含量为27000
‑
40000ppm，钠含量为30000
‑
50000ppm。
[0007]步骤（1）中，优选的，将废水原水加入盐酸调节pH至1
‑
1.5。当pH在2.5以下时，上清液的氟含量降至较低水平，且烘干氟化钙的磷含量＜1.2%；当pH在2.5以上时，虽然上清液
中的氟含量会继续减小，但是磷酸根离子会进入提纯的氟化钙中，导致烘干氟化钙的磷含量较高，故调节废水原水的pH在2.5以下较佳；当pH=1
‑
1.5时，烘干氟化钙磷含量更低，可选为最优反应pH条件。
[0008]步骤（1）中，氯化钙与废水原水的质量体积比为（17
‑
21）g:1L，优选为（19
‑
20）g:1L。当氯化钙加入量在上述范围内时，能保证氟离子在达到较大沉淀量时，磷酸根离子为较小沉淀量。
[0009]优选的，将氯化钙先加入水中进行溶清，再将溶清后的溶液加入废水原水中。
[0010]步骤（1）中，抽滤后得到的氟化钙固体烘干，即得氟化钙产品，氟化钙产品中氟含量＞35wt.%，磷含量＜0.15wt.%；抽滤后得到的滤液A进行后续提取类磷矿工序。
[0011]步骤（2）中，氯化钙与滤液A的质量体积比为（5
‑
6）g:1L。当氯化钙加入量较低时，虽然上清液中钙含量较低，但氟含量较高；当氯化钙加入量较高时，氟含量较低，但钙含量上升，不利于后续提取磷酸镁盐；当氯化钙加入量在上述范围内时，能同时保证较低的钙含量和氟含量。
[0012]步骤（2）中，所用的碱液为浓度30
‑
50wt.%的氢氧化钠。
[0013]步骤（2）中，优选的，加入碱液调节体系pH至3。pH为2
‑
4时，特别是pH为3时，在氟大量沉淀的同时保证了磷的相对较小析出量。
[0014]步骤（2）中，抽滤后得到的类磷矿固体烘干，即得类磷矿产品，类磷矿产品中氟含量为15
‑
20wt.%，磷含量为20
‑
25wt.%，符合中品位磷矿标准；抽滤后得到的滤液B进行后续提取磷酸镁盐工序。
[0015]步骤（3）中，氧化镁与滤液B的质量体积比为（10
‑
11）g:1L。常规的氯化镁、硫酸镁等离子型镁源得到的沉淀多为膏状，不适于磷酸根沉淀，本专利技术采用氧化镁作为沉淀剂，可以避免上述情况发生。此外，当氧化镁加入量在0
‑
11g时，上清液氟含量和磷含量均随氧化镁加入量增加呈减小趋势；当氧化镁加入量大于11g后，上清液氟含量和磷含量均波动不大；故选择氧化镁加入量10
‑
11g为最优加入量。
[0016]步骤（3）中，优选的，每次加入盐酸调节体系pH至5。通过对体系pH的调节，使得除磷效果更好，当pH逐渐降低时，上清液中磷含量逐渐减少，但是当pH低于5时，上清液中磷含量又开始急剧增加，因此选择pH在5
‑
8之间为宜，最佳为5。
[0017]步骤（3）中，加入盐酸时要快速加入，采用多次加入盐酸的方式，沉淀效果更好，使磷酸镁盐容易抽滤分离。优选的，直接将盐酸加入体系中，调节体系pH至5，搅拌9
‑
10min后，再次加入盐酸，重复操作3次。本专利技术通过对盐酸加入时间、搅拌时间和加入次数的设计，使上清液磷含量保持较低水平的条件下，磷酸镁盐还容易抽滤分离。
[0018]步骤（3）中，抽滤后得到的磷酸镁盐固体水洗后烘干，即得磷酸镁盐产品，磷酸镁盐产品中磷含量＞40wt.%，氟含量＜1.5wt.%；抽滤后得到的滤液C进行后续提取氯化钠工序。
[0019]步骤（4）中，使用MVR蒸发器对滤液C进行浓缩。
[0020]步骤（4）中，得到的氯化钠中氟含量＜0.02wt.%，磷含量＜0.0015wt.%，镁含量＜0.001wt.%；得到的纯水符合工业级纯水标准；得到的含有磷酸的母液与滤液A混合，用于步骤（2）中类磷矿提取。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
（1）本专利技术所提供的高氟高磷废水资源化分离提纯方法区别于常规沉淀法、吸附法，是以资源化回收为目的进行的稀土矿碱性废水氟磷回收工艺，整个工艺闭环流转，化学废物零排放，不会造成环境污染，工艺环保，同时实现了不同产品的回收；（2）本专利技术通过对高氟高磷废水进行氟提纯、二次除氟、磷提纯、氯化钠提纯四步处理，实现水提纯，并在废水处理过程中，成功回收高品位氟化钙、中品位类磷矿、中品位磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）氟化钙提取：将废水原水加入盐酸调节pH小于2.5，然后加入氯化钙，混合搅拌，沉淀，抽滤，得到氟化钙固体和滤液A；（2）类磷矿提取：在滤液A中加入氯化钙，搅拌混合，再加入碱液调节体系pH至2
‑
4，沉淀，抽滤，得到类磷矿固体和滤液B；（3）磷酸镁盐提取：在滤液B中加入氧化镁，搅拌混合，加入盐酸调节体系pH至5
‑
8，搅拌9
‑
15min后，再加入盐酸调节体系pH至5
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8，搅拌9
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15min，重复操作3次，抽滤，得到磷酸镁盐固体和滤液C；（4）氯化钠提取：将滤液C进行浓缩，得到氯化钠、纯水和含有磷酸的母液。2.根据权利要求1所述的稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，所述废水原水为稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水，其氟含量为8000
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9000ppm，磷含量为6500
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8500ppm，氯含量为27000
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40000ppm，钠含量为30000
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50000ppm。3.根据权利要求1所述的稀土矿湿法冶炼碱性高氟高磷废水资源化分离提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，氯化钙与废水原水的质量体积比为（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳伟，高云龙，袁野，何昊谦，李二小，王文浩，杨姗姗，王健，
申请(专利权)人：淄博包钢灵芝稀土高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：