稀土废水.doc

稀土废水 在浓硫酸焙烧工艺产生的硫铵废水中,氨氮和硫酸盐含量较高,硫铵废水中还还有钙、镁离子。试验所用稀土工业废水取自包头某稀土公司浓硫酸焙烧工艺废水,其水质见表11。 酸性废水由尾气净化系统通过水洗尾气中的污染物质产生,废水中主要含有硫酸、氢氟酸和氟硅酸。废水pH2,F含量2000mg/L,H2SO4含量16000mg/L.硫铵废水是稀土生产中利用焙烧矿(或硫酸稀土)为原料,在生产碳酸稀土过程中产生的,废水中硫酸铵浓度为5000mg/L,并含有少量的钙、镁离子。2利用廉价的碱性物质,如石灰或电石渣等将废水中的酸性物质中和,同时将废水中的有害物质生成沉淀物及盐类去除掉,再进行深度除氟及水澄清处理,废水可达标排放,此种方法工艺简单,流程短,投资少,适合中小企业采用,但消耗石灰量大,水处理成本高,产生大量废渣(石灰渣),还需进行妥善处理,否则会造成二次污染。 石灰中和的办法来处理酸性废水，其反应过程为：石灰软化法为除去水中Ca,Mg离子,反而加入Ca(OH)2,似乎存在着矛盾, 实际并非如此。其中化学反应为:CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O (1)Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+2H2O (2)Mg(HCO3)2+Ca(OH)2CaCO3+MgCO3+2H2O (3)MgCO3+Ca(OH)2CaCO3+Mg(OH)2 (4) 石灰软化主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。但过量投加石灰, 反而会增 加 水的 硬度。 投加 石灰用 量(CaO)(以100% CaO 计算) 可按下2种情况：(1) 当钙硬度大于碳酸盐硬度, 此时 水中 碳酸盐硬度仅以Ca(HCO3)2形式出现,即: (CaO)=56c(CO2)+cCa(HCO3)2+2cMg(HCO3)2+c(Fe2+)+K+a, mgL-1。(2) 当钙硬度小于碳酸盐硬度, 此时水中碳酸盐硬度以Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2形式出现,即:(CaO)=56c(CO2)+cCa(HCO3)2+2cMg(HCO3)2+c(Fe2+)+K+a,mg/L式中 c(CO2)原水中游离CO2浓度, mmol/L；c(Fe2+)原水中铁离子浓度, mmol/L；K铁盐或铝盐混凝剂投加浓度, mmol/L；CaO 过剩浓度,一般为0.1 0.2 mmol/L;经石灰处理后, 水中剩余碳酸盐硬度可降低到0.25 0.5mmol/L, 剩余碱度约0.8 1.2mmol/L,硅化合物可去 除30% 35% , 有 机 物 可 去 除25% , Fe离子残留质量浓度 约0.1 mg/l3。该法适用于原水的碳酸盐硬度较高、 非碳酸盐硬度 较低 且不要求深度软化的 场合。 但是, 石灰用 量不当 , 会使出 水水质不稳定, 给运行管理带来困 难。2.1 氟化钠降低硬度法NaF去除Ca, Mg的工艺原理很简单, 它 是 利 用 F -与溶液中的Ca2+和M g2+ 2种 离子发生化学 反应, 生 成难 溶 的 CaF2, MgF2 沉 淀 , 从 而 达 到 除 Ca,Mg的目的。其化学反应方程式为:2NaF + CaSO4 Na2SO4 + CaF2 (16)2NaF + MgSO4 Na2SO4 + MgF2 (17)用 NaF去除Ca, Mg杂质的方法具有工艺简 单,设备投资 小、易 操作以 及生产成本低等特点 。综合分析该工艺中 的 各种 影响 因 素, 以 及工艺 过程中 出 现的问 题可以 得到 有效的 控制 和 解决的 。其最佳工艺控 制 件 为 : pH值控制在5 5.5之间 ; 温度控制 在95 100 ;在设备条件允许的情况下搅拌强度应尽量提高; NaF 的实际用量为理论用量的120% 140% 2。 包头混合型稀土矿生产过程中产生废水，尾气喷淋废水的pH值为1.5，混合碳沉废水的pH值6.5-7，萃取分离废水pH值为0.9.3稀土冶炼废酸为混酸，其中含硫酸约40，含氟酸约15，氟34005500mgL，含硫酸1500025000mgL。净化塔循环洗涤烟气时，在废酸含量达到上述浓度时，间歇排放的酸性废水，其中含硫酸约10，含氟酸约1，混酸和酸性废水汇合在一起即为要处理的废酸，含硫酸约3040，含氟酸约10-15。4废酸及含硫酸废水的中和处理 以上海硫酸厂为例，该厂每天排放3600t含硫酸的废水，pH为2.6，其中还含有少量的砷、氟等。该厂用电石泥(主要成分为Ca(OH)2)进行中和，以聚丙烯酰胺为混凝剂，以Rs为氧化剂，采用中和混凝沉淀氧化工艺治理该废水，既中和了酸，又去除了氟、砷等，出水达到排放标准。包头各稀土精矿焙烧企业废酸处理普遍采用中和法，中和剂为石灰(或电石渣)，由于废酸浓度较高，1t废水需消耗石灰O62t或电石渣132t，由于稀土焙烧过程中消耗大量的硫酸，稀土精矿中含有氟，焙烧产生的烟气水洗后产生含酸废水。据测算，每处理1t混合稀土精矿将产生1317t酸性废水。该废水含氟34005500mgL，含硫酸1500025000mgL，4参考文献：1.去除稀土工业废水中Ca2+、Mg2+的研究.周毅,朱新华,班敏燕.包头师范学院化学学院,内蒙古包头.包头市环保局,内蒙古包头2006.2 稀土生产废水治理方案概述.蔡英茂.包头市辐射环境管理处,内蒙古2