稀土濕法冶金廢水治理方法分析

邵方舟

（德慶興邦稀土新材料有限公司，廣東 肇慶 526600）

稀土屬于工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵資源，當(dāng)前世界上的總量大概僅有10000t左右。而中國(guó)是世界上具備稀土資源最豐富的國(guó)家，大約1/2的稀土資源均在中國(guó)境內(nèi)，這樣就保障了中國(guó)的工業(yè)發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)使得對(duì)稀土資源的需求量持續(xù)增加，對(duì)稀土進(jìn)行冶煉分離時(shí)出現(xiàn)了“三廢”問(wèn)題：廢氣、廢水和廢渣，極大污染著生態(tài)自然。近幾年的報(bào)道來(lái)說(shuō)，不管是北部?jī)?nèi)蒙古，或者南部的廣東及廣西等地，均十分注重處理廢水問(wèn)題，并做了大量切實(shí)可行的措施。文章以某稀土生產(chǎn)單位形成的含有氨與鎂的廢水為研究對(duì)象進(jìn)行分析。

1 廢水來(lái)源及特點(diǎn)

中國(guó)稀土冶煉的途徑有兩種，即濕法冶金與火法冶金，前者常用于工業(yè)生產(chǎn)方面。按照所選稀土礦物類型及冶煉采取的工藝差異，稀土濕法冶煉階段形成的廢水也比較多樣化。當(dāng)前，稀土冶金階段采取的礦物包含氟碳鈰礦、獨(dú)居石以及混合式稀土礦和離子式稀土礦等，這類礦物中通常含有氟與釷、鈾以及鐳等成分，在冶煉時(shí)會(huì)進(jìn)入廢水而危害周邊環(huán)境。

（1）酸性廢水通常包含硫酸、鹽酸、酸泡以及含氟等多種多樣的廢水。硫酸廢水一般出現(xiàn)在三代酸法萃取過(guò)程，其污染物是硫酸。酸泡廢水出現(xiàn)在酸法生產(chǎn)環(huán)節(jié)，廢水包括 H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+等成分。鹽酸廢水出現(xiàn)在草酸沉淀階段，包括HCl等成分。尾氣噴淋廢水關(guān)鍵是稀土礦焙燒形成諸多有毒有害氣體，尾氣應(yīng)當(dāng)噴淋凈化后排出，形成的噴淋廢水中包含了HF、SO2以及H2SO4等成分。

（2）堿性廢水其主要出現(xiàn)在堿法生產(chǎn)階段，廢水中含有NaOH、F等成本，主要污染物是堿與氟。

（3）含放射性成分廢水指用堿法處治獨(dú)居石精礦加工過(guò)程，通過(guò)浸出、溶解、萃離和提純等排出集中后的廢水，含有放射性物質(zhì)，主要污染物是釷、鈾和鐳等，該種廢水成分十分復(fù)雜，不通過(guò)治理禁止排出。

（4）含氨廢水通常包含NH4Cl廢水、NH4NO3廢水以及（NH4）2SO4廢水等。其中，NH4Cl廢水出現(xiàn)在稀土分離皂化和加工碳酸稀土環(huán)節(jié)，主要包括NH4Cl。NH4NO3廢水即在稀土分離階段，形成制備少氯和無(wú)氯單純稀土氧化物環(huán)節(jié)出現(xiàn)的，主要包括NH4NO3。（NH4）2SO4廢水是稀土加工中采取焙燒礦在配備碳酸稀土?xí)r出現(xiàn)的，主要包括（NH4）2SO4和少量 Ca2+、Mg2+等成分。

2 廢水治理辦法

在治理廢水時(shí)，要先管理好原料，盡可能選用污染成分少的物質(zhì)；其次，積極開(kāi)發(fā)使用新工藝，降低稀土廢水的排出；最后，注重對(duì)稀土生產(chǎn)階段廢水形成的處理，加大廢水使用率。唯有如此，方可降低廢水內(nèi)的有害成分，維護(hù)人類的生態(tài)環(huán)境。

因?yàn)橄⊥翝穹ㄒ苯鹦袠I(yè)的生產(chǎn)工藝不一樣、處置稀土礦物的不同及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異等所形成的廢水類型也不同。所以不可能有相同的廢水處置方式，在治理廢水時(shí)，要認(rèn)真研究廢水水質(zhì)，在了解稀土冶煉方法的前提下，對(duì)于含有不同成分的廢水采取合適的治理方法。

2.1 酸性廢水治理辦法

酸性廢水內(nèi)通常包含 H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg、HF 以及硫酸物質(zhì)等成分，處理時(shí)能夠采取直接中和法與回收硫酸、氟化鹽法來(lái)處理。直接中和法，朝酸性廢水內(nèi)添加廢堿液和石灰液體、電石渣等展開(kāi)中和治理，中和廢水里的酸性成分，并使廢水里的有害物質(zhì)形成沉淀物與鹽類后清除，然后開(kāi)展深度去氟與澄清治理，廢水能合格排出。

回收鹽酸與氟化鹽法，經(jīng)冷卻尾氣、烯酸等手段，將洗滌內(nèi)的硫酸成分集中到能回收的濃度（約40%），然后通過(guò)蒸發(fā)脫離氫氟酸，令液體內(nèi)的硫酸體積分?jǐn)?shù)升高至93%，分開(kāi)的氫氟酸能得到回收，該措施沒(méi)有二次污染，且能節(jié)省諸多水資源，極大降低了水治理壓力。

2.2 堿性廢水治理辦法

堿性廢水里通常含有氫氧離子、氟離子等成分，在廢水治理中能采取中和沉淀法來(lái)治理。先加入廢酸液得到中和，令酸堿值下降到5左右，再添加熟石灰液來(lái)沉淀出有毒氟化物。

2.3 含放射性成分廢水治理方法

獨(dú)居石物質(zhì)生產(chǎn)階段形成的廢水大都含放射性成分，如鈾、鐳以及釷等。針對(duì)這類放射性成分，能夠采用沉淀析出與絮凝吸附途徑來(lái)清理。就鈾元素而言，將堿性溶液加進(jìn)廢水之后，酸堿值處于中性狀態(tài)，其就能夠和氫氧根融合后以沉淀方式析出。

3 沉淀吹脫法治理廢水

3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

該實(shí)驗(yàn)中，以某稀土單位的廢水為研究對(duì)象，選擇化學(xué)沉淀法治理廢水，先清除廢水里的氨元素與鎂元素，然后吹脫治理廢水，研究剩余氨的成分與部件結(jié)垢狀況。測(cè)出的廢水指標(biāo)是NH38500mg/L、鎂離子9240 mg/L；硫酸 53600mg/L。

測(cè)試目的是基于廢水里離子濃度的改變，明確其對(duì)氨及鎂的干擾。首先將廢水放于拌合機(jī)上加以攪拌，保持1h后將高濃度的KOH放入廢水樣本內(nèi)，當(dāng)測(cè)出廢水的酸堿值上升至9之后，以特定的比例添加OP（OR）3。等廢水溶液恒定之后再分離沉淀與固液，檢測(cè)廢水上清液內(nèi)的氨與Mg2+濃度。

將高濃度的KOH溶液加入分離出的清液和未治理過(guò)的廢水里，測(cè)出酸堿值是11左右，利用自備的玻璃吹脫法來(lái)吹脫測(cè)試兩種溶液，保持36h。反應(yīng)結(jié)束后，檢測(cè)兩種溶液內(nèi)的氨、磷酸根、Mg2+的濃度。在溶液中拿出鐵片，放于干燥箱內(nèi)干燥24h，分別記載烘干前后的具體變化，進(jìn)而得到鐵片上結(jié)構(gòu)性能的數(shù)值變化。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

大量實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)值表示，當(dāng)溶液內(nèi)的Mg2+與磷酸根離子的含量是1∶0.97時(shí)，若磷酸離子含量的數(shù)值恒定，銨離子與Mg2+在廢水里的濃度明顯降低，廢水治理效果最好。而且，通過(guò)沉淀治理之后的廢水，吹脫效率與結(jié)果均比不實(shí)施沉淀治理的廢水更為明顯，結(jié)垢情況也有明顯的控制。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)很多稀土單位都在冶煉階段治理了廢水，但由于治理不徹底，極大污染生態(tài)環(huán)境。對(duì)此，要求國(guó)家監(jiān)管單位加大對(duì)廢水排出的監(jiān)督與指導(dǎo)力度，保證廢水分類、規(guī)范治理，能夠回收的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)回收與二次應(yīng)用；探索與推廣更為經(jīng)濟(jì)科學(xué)的廢水治理方法，在降低企業(yè)壓力的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)保。