離子型混合稀土料液中重金屬和放射性元素的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離子型混合稀土料液中重金屬和放射性元素的去除方法與系統(tǒng)，用于處理南方離子型混合稀土料液，是一種新型的去除重金屬、放射性元素(例如釷、鈾)的方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。
[0002]術(shù)語“無氨皂化有機(jī)萃取劑”是指采用“碳酸鈉、碳酸氫鈉、氧化鈣、氫氧化鈉、氧化鎂”中的一種或幾種代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“氨水”皂化有機(jī)相，形成的有機(jī)萃取劑。術(shù)語“重金屬、放射性(釷、鈾)去除劑”是指:硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫化鈉、石灰、絮凝劑PAM中的一種或幾種。
【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，離子型混合稀土料液制備工藝包括:采用鹽酸溶解、水解除雜、水解渣重溶回收稀土，該工藝操作繁雜、過濾困難、稀土直收率低。
[0004]尤其是，重金屬(例如鎘、鉛、砷、鉻、六價(jià)鉻)、放射性元素(例如釷、鈾)等雜質(zhì)去除不完全，隨同稀土料液一同進(jìn)入萃取體系，一方面直接影響各種產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)加工十分不利；另一方面導(dǎo)致萃取、沉淀車間廢水排放口的治理成本增加。
[0005]在生產(chǎn)實(shí)踐中，I個(gè)體積的稀土料液，經(jīng)過整個(gè)生產(chǎn)流程，到最后會(huì)產(chǎn)生10倍體積以上的廢水?，F(xiàn)有技術(shù)中，重金屬、放射性元素的去除操作主要集中在工藝流程最后的污水處理階段。因此，從終端污水中去除重金屬、放射性元素的處理量極大，治污成本非常高。
[0006]形成的一種現(xiàn)有技術(shù)的偏見是，生產(chǎn)污染是必然的，最后盡量處理一下以示重視環(huán)保。從來沒有人打破常規(guī)，考慮如何從稀土料液的源頭中就去除重金屬、放射性元素，從而實(shí)現(xiàn)綠色的、環(huán)境友好性的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種從離子型混合稀土料液中去除重金屬和放射性元素的方法與系統(tǒng)，其以從源頭就降低重金屬、放射性元素含量，從而省去后續(xù)的污水重金屬、放射性元素處理工序，從而降低污水處理成本，同時(shí)使污水達(dá)標(biāo)排放，工藝流程簡(jiǎn)單，廢水治理成本低，可實(shí)現(xiàn)稀土分離的高效、清潔、綠色生產(chǎn)。該方法是采用有機(jī)萃取劑萃取離子型混合稀土料液中的重金屬和放射性元素，使重金屬、放射性元素與混合稀土料液分離。
[0008]為此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種從離子型混合稀土料液中去除重金屬和放射性元素的方法，其特征在于，酸分解離子型混合稀土，形成離子型混合稀土料液；用無氨皂化有機(jī)萃取劑與離子型混合稀土料液進(jìn)行萃取分離，其中，重金屬、放射性元素被萃入有機(jī)相，除雜后的稀土料液在水相；將負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行反萃，使負(fù)載有機(jī)相中的重金屬、放射性元素等雜質(zhì)和萃取的少量稀土全部反萃下來；反萃液中的重金屬、放射性元素通過添加重金屬、社、袖去除劑去除，使除雜廢水達(dá)標(biāo)排放。
[0009]優(yōu)選地，所述重金屬為鎘、鉛、砷、鉻和/或六價(jià)鉻；而所述放射性元素為釷和/或袖。
[0010]優(yōu)選地，用鹽酸分解離子型混合稀土 ；混合稀土料液酸度0.05?0.50mol/L ;和/或，稀土濃度0.8?1.6mol/Lo
[0011]優(yōu)選地，在萃取槽中對(duì)離子型混合稀土料液進(jìn)行萃取分離；有機(jī)萃取劑無氨皂化度0.05?0.5mol/L ;相比為(I?4):1 ;混合時(shí)間10?20分鐘；澄清時(shí)間10?15分鐘；萃取槽級(jí)數(shù)為20?40級(jí)；和/或，料液處理量75?85kg/d。
[0012]優(yōu)選地，負(fù)載有機(jī)相直接用草酸溶液進(jìn)行反萃。
[0013]優(yōu)選地，草酸稀土通過灼燒生成氧化稀土后，再反饋至離子型混合稀土進(jìn)行分解，從而返回到混合稀土料液中。
[0014]優(yōu)選地，除重金屬的pH值為8?9，除放射性元素的pH值為10?11。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種從離子型混合稀土料液中去除重金屬和放射性元素的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:
[0016]離子型混合稀土分解裝置，其具有分解劑添加器、離子型混合稀土料液出口 ；
[0017]至少一級(jí)萃取槽，第一級(jí)萃取槽設(shè)有設(shè)有離子型混合稀土料液入口、無氨皂化有機(jī)萃取劑添加器，最后一級(jí)萃取槽設(shè)有重金屬、放射性元素負(fù)載有機(jī)相出口和除雜后的稀土料液水相出口；
[0018]反萃裝置，其設(shè)有負(fù)載有機(jī)相入口、負(fù)載有機(jī)相入口、反萃液出口、反萃劑稀土出P ；
[0019]重金屬、放射性元素去除裝置，其設(shè)有反萃液入口、重金屬和放射性元素去除劑添加口、以及除雜廢水排放口。
[0020]優(yōu)選地，離子型混合稀土分解裝置還設(shè)有混合稀土料液酸度控制器，稀土濃度控制器。
[0021]優(yōu)選地，混合稀土料液酸度控制器為0.05?0.50mol/L的控制器，稀土濃度為0.8?1.6mol/L控制器的控制器。
[0022]優(yōu)選地，萃取槽還包括有機(jī)萃取劑無氨皂化度控制器；相比控制器；混合時(shí)間控制器；澄清時(shí)間控制器；料液處理量控制器。
[0023]優(yōu)選地，有機(jī)萃取劑無氨皂化度控制器為0.05?0.5mol/L的控制器；相比控制器為(I?4):1的控制器；混合時(shí)間控制器為10?20分鐘的控制器；澄清時(shí)間控制器為10?15分鐘的控制器；料液處理量控制器為75?85kg/d的控制器。
[0024]優(yōu)選地，分解劑添加器為鹽酸添加器。
[0025]優(yōu)選地，負(fù)載有機(jī)相入口為草酸溶液入口。
[0026]優(yōu)選地，反萃劑稀土出口為草酸稀土出口。
[0027]優(yōu)選地，設(shè)有除重金屬的pH值為8?9的控制器，除放射性元素的pH值為10?11的控制器。
[0028]優(yōu)選地，草酸稀土出口與灼燒爐連通；灼燒爐與離子型混合稀土分解裝置連通。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，采用有機(jī)萃取劑萃取混合稀土料液中的重金屬、放射性元素(釷、鈾)，使重金屬、放射性元素(釷、鈾)與混合稀土料液分離，從而去除混合稀土料液中的重金屬、放射性元素(釷、鈾)。然后，將負(fù)載有機(jī)相直接用草酸溶液進(jìn)行反萃，使負(fù)載有機(jī)相中的重金屬、放射性元素(釷、鈾)等雜質(zhì)和萃取的少量稀土全部反萃下來。其中，草酸稀土通過灼燒生成氧化稀土，之后，再用鹽酸分解返回到混合稀土料液中；反萃液中的重金屬、放射性元素(釷、鈾)通過添加重金屬、釷、鈾去除劑，使除雜廢水達(dá)到《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
[0030]本發(fā)明采用萃取劑從離子型混合稀土料液中萃取重金屬、放射性元素(釷、鈾)的工藝原理如下:nH2A2(Q)+Men+— Me (HA 2) n+nH+
[0031]試驗(yàn)證明，本發(fā)明采用有機(jī)萃取去除離子型混合稀土料液中重金屬、放射性元素(釷、鈾)的方法，不僅能夠有效地降低離子型混合稀土料液中雜質(zhì)的含量，還可以充分利用草酸沉淀稀土工藝過程的余酸，簡(jiǎn)化后續(xù)除雜工序，降低廢水的處理成本。經(jīng)萃取除雜后制備的混合稀土料液，混合稀土收率大于98.5%。該方法工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，重金屬、放射性元素(釷、鈾)去除率高，成本低，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，從離子型混合稀土料液中去除重金屬、放射性元素(釷、鈾)，即從源頭上保證清潔、綠色生產(chǎn)，而不是生產(chǎn)流程的最后才解決污染問題，工藝流程簡(jiǎn)單，廢水治理成本低，實(shí)現(xiàn)了稀土分離的高效、清潔、綠色生產(chǎn)。
[0033]本發(fā)明的技術(shù)方案不容易想到?，F(xiàn)有技術(shù)中，重金屬、放射性元素去除操作主要集中在污水處理領(lǐng)域，即污水末端，還沒有人提出從稀土料液中去除重金屬、放射性元素。本發(fā)明從源頭(稀土料液)去除重金屬、放射性元素，后續(xù)流程不再引入重金屬、放射性元素，體現(xiàn)了源頭治污的理念。因此，從稀土料液中去除重金屬、放射性元素，會(huì)比從終端污水中去除重金屬、放射性元素的處理量少很多，省去終端污水處理重金屬、放射性元素工序，節(jié)約大量的治污成本，顯著地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0034]即使想到了本發(fā)明的原理，也需要克服一些技術(shù)上