一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法及裝置，屬于水處理領(lǐng)域。包括如下步驟：第1步、對(duì)離子型稀土礦山廢水進(jìn)行預(yù)除雜，得清液；第2步、對(duì)清液用陶瓷膜過(guò)濾，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液；第3步、將陶瓷膜清液用納濾膜進(jìn)行濃縮，納濾濃液和納濾清液；第4步、將納濾清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=3～5后用反滲透膜進(jìn)行濃縮，得到反滲透清液和反滲透濃液。本發(fā)明采用膜分離技術(shù)處理離子型稀土礦山廢水，既使礦山廢水得到了凈化，達(dá)到了排放要求，有利于環(huán)保；又使得廢水中的微量稀土離子和硫酸銨得到很好地回收利用，回收了有價(jià)資源，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法及裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法及裝置，具體地說(shuō)涉及一種采用以膜分離技術(shù)為核心工藝將膜分離和傳統(tǒng)工藝相集成的處理離子型稀土礦山廢水工藝，屬于廢水處理領(lǐng)域。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]南方離子型稀土礦在我國(guó)自上世紀(jì)70年代開(kāi)采以來(lái)，經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，開(kāi)采工藝已從最原始的“池浸工藝”發(fā)展成為現(xiàn)有的“原地浸礦工藝”，浸出劑也從氯化鈉轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜@。這種轉(zhuǎn)變對(duì)環(huán)境是友好的，一是避免了大規(guī)模的礦石開(kāi)采的“搬山運(yùn)動(dòng)”，保護(hù)了礦山表面植被；二是硫酸銨浸出劑的使用也防止了氯化鈉對(duì)礦山的風(fēng)化，而且硫酸銨中的氨又是植物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)，一定程度上還有助于環(huán)境的改善。
[0005]但以上工藝的改善卻并不能改變稀土礦山的生態(tài)環(huán)境。多年來(lái)，礦山開(kāi)采所產(chǎn)生的廢水以及開(kāi)采后留下的稀土殘礦中自流出來(lái)的廢水嚴(yán)重地浸蝕著環(huán)境。這些廢水中既含有0.0f0.lg/L的稀土離子，又含有2g/L左右的硫酸銨溶液，有些甚至還含有重金屬、氟離子和砷的化合物，含有這些物質(zhì)的廢水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累，濃度便會(huì)越來(lái)越高，隨著雨水的沖刷，便會(huì)流到礦山周?chē)母鱾€(gè)角落，傷害了綠色植被，影響著礦山的生態(tài)環(huán)境。
[0006]而稀土資源是我國(guó)的寶貴資源，不可再生，如果將這些廢水中稀土直接排放，將是對(duì)我國(guó)寶貴資源的極大浪費(fèi)。另一方面，高氨氮的硫酸根廢水直接排入水體，將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，降低水體觀(guān)賞價(jià)值，并且氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會(huì)對(duì)水生生物甚至人類(lèi)的健康造成永久的傷害。2011年11月24日，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布全國(guó)14個(gè)省級(jí)84家稀土企業(yè)中，只有15家企業(yè)廢水氨氮含量符合環(huán)保要求。因此，如何方便、經(jīng)濟(jì)地將稀土生產(chǎn)過(guò)程排放廢水中的有價(jià)稀土元素回收過(guò)來(lái)，且將氨氮含量降低到國(guó)家允許的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為我國(guó)稀土生產(chǎn)企業(yè)急待解決的難題之一。
[0007]現(xiàn)有的稀土廢水處理工藝以沉淀法為主回收稀土。CNlO 1979335A采用了石灰作為沉淀劑回收廢水中的稀土。CN 101974690A采用了石灰沉淀加萃取工藝回收了廢水中的稀土。這兩個(gè)專(zhuān)利都是采用石灰沉淀法處理稀土礦山的廢水而回收稀土。這種方法，投資成本和運(yùn)行成本很低，但對(duì)環(huán)境一點(diǎn)也沒(méi)有改善，不但處理后稀土廢水中的稀土離子不能完全回收，而且處理后的稀土廢水呈堿性而又形成二次污染，并且過(guò)程中形成大量的石灰渣的固體污染物。CN 101870506A和CN 103232124A則采用離子交換樹(shù)脂的工藝處理稀土礦山廢水，回收了其中的稀土。但這兩個(gè)專(zhuān)利技術(shù)都存在著樹(shù)脂容易因重金屬離子的存在而中毒現(xiàn)象，而且飽和得很快，解吸附時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸銨廢水。另外，值得注意的是，這幾個(gè)專(zhuān)利中只是提及了稀土離子的去除，并沒(méi)有提及到氨氮的去除，因而并不完整，對(duì)稀土礦山的環(huán)境改善不能完全起到有效作用。

[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是解決稀土廢水處理難度大、廢水中硫酸銨無(wú)法回收利用、資源浪費(fèi)的問(wèn)題。提出了一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法及裝置。
[0010]本方法利用膜分離技術(shù)處理稀土礦廢水，通過(guò)陶瓷膜去除其中的懸浮物固體，通過(guò)納濾膜除去其中的稀土離子，最后通過(guò)反滲透膜去除其中的氨氮。采用這種工藝，不但對(duì)稀土礦山廢水進(jìn)行了有效的處理，使處理后的出水達(dá)到了綠色環(huán)保的要求；而且提高了稀土的回收率和硫酸銨的回收使用價(jià)值，進(jìn)一步降低了投資和運(yùn)行成本，給稀土礦山廢水的處理帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
[0011]具體的技術(shù)方案:
一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，包括如下步驟:
第I步、對(duì)離子型稀土礦山廢水進(jìn)行預(yù)除雜，得清液；
第2步、對(duì)清液用陶瓷膜過(guò)濾，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液；
第3步、將陶瓷膜清液用納濾膜進(jìn)行濃縮，納濾濃液和納濾清液；
第4步、將納濾清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=3?5后用反滲透膜進(jìn)行濃縮，得到反滲透清液和反滲透濃液。
[0012]預(yù)除雜是指炭濾、砂濾或多介質(zhì)過(guò)濾。
[0013]陶瓷膜過(guò)濾中膜面流速控制在I?3m/s ;壓力為0.1?0.4MPa。
[0014]陶瓷膜平均孔徑范圍為0.02?0.2 μ m,材質(zhì)為氧化招、氧化錯(cuò)或者氧化鈦。
[0015]陶瓷膜過(guò)濾中進(jìn)行反沖洗，反沖周期為30?60 min，反沖時(shí)間為5?10s。
[0016]納濾膜進(jìn)行濃縮中，濃縮倍數(shù)10?30倍之間；納濾膜的操作壓力是1.0?3.5MPa0
[0017]納濾膜對(duì)在0.7MPa下，對(duì)2g/L硫酸鎂的截留率最優(yōu)是96?99%。
[0018]反滲透濃縮過(guò)程中的濃縮倍數(shù)優(yōu)選在10?30倍之間，反滲透過(guò)程的操作壓力優(yōu)選是 1.5 ?4.0 Mpa0
[0019]反滲透膜的材質(zhì)優(yōu)選醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚砜酰胺或者芳香族聚酰胺等有機(jī)材料。
[0020]反滲透膜在1.5MPa下，對(duì)2g/l氯化鈉的截留率達(dá)到99%以上。
[0021]基于上述的方法，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供了一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理裝置，包括有依次連接的預(yù)除雜裝置、陶瓷膜，陶瓷膜的滲透?jìng)?cè)連接于納濾膜的截留側(cè)的入口，納濾膜的滲透?jìng)?cè)連接于反滲透膜的截留側(cè)的入口，在納濾膜與反滲透膜之間的連接的管路上，還設(shè)置有稀硫酸儲(chǔ)罐。
[0022]所述的預(yù)除雜裝置是炭濾裝置或砂濾裝置。
[0023]陶瓷膜的材質(zhì)選自氧化鋁、氧化鋯或者氧化鈦；陶瓷膜的平均孔徑范圍為0.02?0.2 μ m0
[0024]陶瓷膜的滲透?jìng)?cè)上還連接有反沖洗裝置。
[0025]反滲透膜的材質(zhì)選自醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚砜酰胺或者芳香族聚酰胺等有機(jī)材料。
[0026]有益效果
本專(zhuān)利工藝中，將控制稀土礦廢水中的稀土離子濃度和氨氮濃度以便達(dá)到排放的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與稀土和硫酸銨資源回收集合起來(lái)，既處理了廢水有利于環(huán)保，又回收了有價(jià)資源，與傳統(tǒng)石灰沉淀法和離子交換樹(shù)脂法相比，具有如下的優(yōu)越性:
1、采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明得到如下有益效果:通過(guò)陶瓷膜的濃縮，去除了廢水中的懸浮物，使懸浮物達(dá)到排放指標(biāo)；通過(guò)納濾膜的濃縮回收了稀土離子，使廢水中的稀土離子達(dá)到排放指標(biāo)；通過(guò)反滲透的進(jìn)一步濃縮，將廢水中殘留的硫酸銨再一次截留去除，使反滲透的出水中氨氮的排放也達(dá)到環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。而被截留濃縮的稀土離子和硫酸銨則可作為有用資源加以回收，真正做到廢水的零排放處理。
[0027]2、與傳統(tǒng)的石灰沉淀法工藝相比:本發(fā)明中的膜濃縮不僅產(chǎn)生了同樣的資源回收效益，降低了處理成本，而且它不會(huì)產(chǎn)生廢水中因石灰的添加帶有堿性的危害，也不會(huì)產(chǎn)生大量的石灰禮:。
[0028]3、由于膜的高精度的截留，經(jīng)過(guò)本發(fā)明技術(shù)處理過(guò)的廢水，其透過(guò)液中的稀土和氨氮濃度可達(dá)到比石灰沉淀法效果更好的程度。同時(shí)，對(duì)廢水中其他單價(jià)和二價(jià)乃至多價(jià)離子尤其重金屬離子具有高的截留程度。更不會(huì)像石灰沉淀法處理后廢水中留下了大量的鈣離子而產(chǎn)生高的硬度和堿度。
[0029]4、與離子交換樹(shù)脂法相比，本發(fā)明技術(shù)因膜再生很容易，不會(huì)產(chǎn)生大量的酸堿或硫酸銨廢水，造成二次污染，而離子交換樹(shù)脂則因?yàn)樾枰粩嗟卦偕a(chǎn)生了大量的二次污染物，而且離子交換樹(shù)脂在運(yùn)行過(guò)程中容易因重金屬離子中毒而失效，而本技術(shù)則不會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。
[0030]5、本發(fā)明技術(shù)既能處理廢水中的稀土離子，又能處理廢水中的硫酸銨，使出水氨氮達(dá)標(biāo)排放。而石灰沉淀法和離子交換樹(shù)脂法不能處理硫酸銨中的氨氮。
[0031]總之，本發(fā)明技術(shù)提供了一種用膜分離集成技術(shù)處理離子型稀土礦山廢水的方法，由于膜分離技術(shù)自身的高精度、容易再生、處理能力大、體積小、能連續(xù)自動(dòng)化運(yùn)行等特點(diǎn)而使其在離子型稀土礦山廢水處理領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景。
[0032]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
[0034]圖2是本發(fā)明采用的裝置圖。
[0035]其中，1、預(yù)除雜裝置；2、陶瓷膜；3、納濾膜；4、稀硫酸儲(chǔ)罐；5、反滲透膜；6、反沖洗
>J-U ρ?α裝直。
[0036]

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件(例如參考徐南平等著的《無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)與應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003)或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠(chǎng)商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0038]本方法利用膜分離技術(shù)處理稀土礦廢水，通過(guò)陶瓷膜去除其中的懸浮物固體，通過(guò)納濾膜對(duì)于二價(jià)及多價(jià)的離子的截留性能除去其中的稀土離子，而納濾透過(guò)液中含有的氨氮可以最后通過(guò)反滲透膜截留，反滲透清液中氨氮達(dá)標(biāo)后可直接排放或回用。
[0039]對(duì)于是稀土礦廢水首先通過(guò)澄清或者粗過(guò)濾的方式進(jìn)行預(yù)處理；更優(yōu)選的，粗過(guò)濾是指炭濾、砂濾或多介質(zhì)過(guò)濾。使用粗過(guò)濾的方式所得的清液相對(duì)于澄清法來(lái)說(shuō)，雜質(zhì)更少，且設(shè)備所占體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。該步驟的目的是去除掉處理水樣中的大顆粒固體、懸浮物，以達(dá)到陶瓷膜進(jìn)水的要求。
[0040]陶瓷膜的作用是進(jìn)一步地去除廢水中的膠體、顆粒等雜質(zhì)，陶瓷膜濃液返回預(yù)處理工藝；可以使陶瓷膜濃縮液中的成分得到重新回收利用，并且可以降低預(yù)處理工序的料液濃縮，減緩過(guò)濾器的過(guò)濾性能下降，同時(shí)去除稀土廢水系統(tǒng)中的大量的懸浮物，陶瓷膜清液因其中的懸浮物被去除，而可以進(jìn)入到下道納濾和反滲透工序中。陶瓷膜過(guò)濾的工藝采用連續(xù)恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾。為了確保陶瓷膜過(guò)濾的高通量和安全性，在開(kāi)始時(shí)先進(jìn)行陶瓷膜的濃縮過(guò)濾，待濃縮到固體濃度為3?wt5%時(shí)，再恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾(也稱(chēng)滲濾或滲析)，膜面流速控制在3m/s ;壓力為0.1?0.4Mpa ;常溫下過(guò)濾。過(guò)程中帶有自動(dòng)定時(shí)反沖工藝，采用陶瓷膜產(chǎn)水進(jìn)行反沖，反沖周期為30?60 min，反沖時(shí)間為5-lOs。為了降低膜過(guò)程的阻力，增加膜材料與水的親和力，對(duì)選用的陶瓷膜規(guī)定為:材質(zhì)為氧化鋁、氧化鋯或者氧化鈦，陶瓷膜的平均孔徑范圍為0.02?0.2 μ m。膜結(jié)構(gòu)為外壓式或內(nèi)壓式管狀多通道結(jié)構(gòu)，膜厚度在I?10 μ m之間。
[0041]在得到陶瓷膜過(guò)濾液之后，再通過(guò)納濾將其中含有的二價(jià)或多價(jià)的稀土離子進(jìn)行截留濃縮，納濾濃縮液回到沉淀工藝進(jìn)行稀土回收。由于納濾可以將陶瓷膜濾液中的稀土離子與硫酸銨實(shí)現(xiàn)分離，硫酸銨可以一部分地透過(guò)納濾膜，而稀土離子實(shí)現(xiàn)在濃縮液側(cè)的富集，提高稀土離子的濃度后，可以更容易地通過(guò)沉淀法將稀土回收，能夠減少沉淀劑的使用量。納濾膜的材質(zhì)可以是有機(jī)的，也可以是無(wú)機(jī)的。納濾膜對(duì)在0.7MPa下，對(duì)2g/L硫酸鎂的截留率最優(yōu)是96?99%。納濾膜濃縮過(guò)程中的濃縮倍數(shù)優(yōu)選在10?30倍之間；納濾膜的操作壓力優(yōu)選是1.0?3.5Mpa。
[0042]納濾的透過(guò)液中含有一定量的氨氮，將其送入反滲透膜進(jìn)行過(guò)濾濃縮。對(duì)納濾滲透液用稀硫酸調(diào)pH=3?5后用反滲透膜進(jìn)行濃縮的作用:一方面確保氨氮在排放液中不超標(biāo)，另一方面待硫酸銨的濃度達(dá)到一定程度時(shí)再回用到浸取工序中作為浸取劑使用。優(yōu)選地，反滲透濃縮過(guò)程中的濃縮倍數(shù)優(yōu)選在10?30倍之間，最優(yōu)在15倍，進(jìn)料的pH調(diào)節(jié)至3?5，優(yōu)選為4;為了不引入其它離子，更為了能通過(guò)二價(jià)硫酸根離子的截留帶動(dòng)銨根離子的截留，必須采用稀硫酸溶液進(jìn)行PH的調(diào)節(jié)。反滲透膜在1.5MPa下，對(duì)2g/l氯化鈉的截留率達(dá)到99%以上。反滲透膜的材質(zhì)優(yōu)選醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚砜酰胺或者芳香族聚酰胺等有機(jī)材料，最優(yōu)是采用復(fù)合芳香聚酰胺。反滲透過(guò)程的操作壓力優(yōu)選是1.5?4.0 Mpa0可以最大地提高反滲透膜對(duì)于硫酸氨的回收率。
[0043]以下實(shí)施例中采用的裝置如2所示，包括有依次連接的預(yù)除雜裝置1、陶瓷膜2，陶瓷膜2的滲透?jìng)?cè)連接于納濾膜3的截留側(cè)的入口，納濾膜3的滲透?jìng)?cè)連接于反滲透膜5的截留側(cè)的入口，在納濾膜3與反滲透膜5之間的連接的管路上，還設(shè)置有稀硫酸儲(chǔ)罐4。陶瓷膜2、納濾膜3、反滲透膜5的入口的管路上都設(shè)置有供料泵用于輸送料液。陶瓷膜2的滲透?jìng)?cè)上還設(shè)置反沖洗裝置6，用于采用滲透水對(duì)陶瓷膜2進(jìn)行反沖處理，消除濾餅層膜污染，稀硫酸儲(chǔ)罐4的作用是使在得到納濾滲透液之后將其酸化，再由反滲透膜5進(jìn)行濃縮過(guò)濾處理。
[0044]實(shí)施例1
將離子型稀土礦廢水從調(diào)節(jié)池泵入陶瓷膜設(shè)備中(此時(shí)的調(diào)節(jié)池兼有澄清作用，以除去大顆粒的固體)，進(jìn)行懸浮物的去除過(guò)濾。陶瓷膜控制在壓力為0.2MPa，膜面流速為3m/s，溫度常溫，陶瓷膜的材質(zhì)是氧化鋯，平均孔徑是0.2 μ m ;陶瓷膜帶有定時(shí)反沖工藝，反沖時(shí)間5s，反沖周期30min ;操作采用連續(xù)恒流量操作，待濃液中的固含量達(dá)到wt3%時(shí)，進(jìn)行恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾。陶瓷膜的清液中懸浮物固含量在0.5NTU以下，符合進(jìn)納濾膜和反滲透膜的要求。
[0045]將陶瓷膜的清液泵入納濾膜中進(jìn)行稀土離子的分離。納濾膜采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為15，壓力在l.(Tl.5MPa。此時(shí)納濾膜清液中稀土離子(以REO計(jì))很低(約〈0.005g/L)。納濾膜的清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=4時(shí)，再次泵入到反滲透膜中進(jìn)行氨氮的去除和硫酸銨的回收。反滲透也采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為15倍，壓力在1.5^2MPa,，料液的pH=4。
[0046]納濾膜的濃液則富含稀土離子可以達(dá)到0.75g/L，返回到稀土沉淀工藝中回收稀土。反滲透的清液中的氨氮含量達(dá)到15ppm以下，可以排放或回用，而濃液中硫酸銨達(dá)到，2g/L回到浸取工藝中以浸取劑回用。
[0047]實(shí)施例2
將離子型稀土礦廢水從調(diào)節(jié)池泵入陶瓷膜設(shè)備中(此時(shí)的調(diào)節(jié)池兼有澄清作用，以除去大顆粒的固體)，進(jìn)行懸浮物的去除過(guò)濾。陶瓷膜控制在壓力為0.2MPa，膜面流速為2m/s，溫度常溫，陶瓷膜的材質(zhì)是氧化鋯，平均孔徑是0.05 μ m ;陶瓷膜帶有定時(shí)反沖工藝，反沖時(shí)間5s，反沖周期45min ;操作采用連續(xù)恒流量操作，待濃液中的固含量達(dá)到wt3.3%時(shí)，進(jìn)行恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾。陶瓷膜的清液中懸浮物固含量在0.5NTU以下，符合進(jìn)納濾膜和反滲透膜的要求。
[0048]將陶瓷膜的清液泵入納濾膜中進(jìn)行稀土離子的分離。納濾膜采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為20，壓力在fl.5MPa，此時(shí)納濾膜清液中稀土離子(以REO計(jì))很低(約<0.005g/L)，而濃縮液中的稀土離子含量可以達(dá)到1.0 g/L，回到稀土沉淀工藝中回收稀土。
[0049]納濾膜的清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=4時(shí)，再次泵入到反滲透膜中進(jìn)行氨氮的去除和硫酸銨的回收。反滲透也采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為20倍，壓力在1.5^2.0MPa0此時(shí)反滲透的清液中的氨氮含量達(dá)到15ppm以下，可以排放或回用，而濃液中硫酸銨達(dá)到
2.38g/L回到浸取工藝中以浸取劑回用。
[0050]實(shí)施例3
將離子型稀土礦廢水從石英砂過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)過(guò)濾之后，再進(jìn)入陶瓷膜設(shè)備中，進(jìn)行懸浮物的去除過(guò)濾。陶瓷膜控制在壓力為0.2MPa，膜面流速為2.5m/s，溫度常溫，陶瓷膜的材質(zhì)是氧化鋯，平均孔徑是0.05 μ m ;陶瓷膜帶有定時(shí)反沖工藝，反沖時(shí)間5s，反沖周期30min ;操作采用連續(xù)恒流量操作，待濃液中的固含量達(dá)到wt3.8%時(shí)，進(jìn)行恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾(滲濾)。陶瓷膜的清液中懸浮物固含量在0.5NTU以下，符合進(jìn)納濾膜和反滲透膜的要求. 將陶瓷膜的清液泵入納濾膜中進(jìn)行稀土離子的分離。納濾膜采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為25，壓力在1.5?2MPa，此時(shí)納濾膜清液中稀土離子(以REO計(jì))很低(約〈0.005g/L)，而濃縮液中的稀土離子含量可以達(dá)到1.3 g/L，回到稀土沉淀工藝中回收稀土。
[0051]納濾膜的清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=4時(shí)，再次泵入到反滲透膜中進(jìn)行氨氮的去除和硫酸銨的回收。反滲透也采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為25倍，壓力在2?2.50MPa。此時(shí)反滲透的清液中的氨氮含量達(dá)到15ppm以下，可以排放或回用，而濃液中硫酸銨達(dá)到
2.62g/L回到浸取工藝中以浸取劑回用。
[0052]實(shí)施例4
將離子型稀土礦廢水從石英砂過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)過(guò)濾之后，再進(jìn)入陶瓷膜設(shè)備中，進(jìn)行懸浮物的去除過(guò)濾。陶瓷膜控制在壓力為0.3MPa，膜面流速為3m/s，溫度常溫，陶瓷膜的材質(zhì)是氧化鋯，平均孔徑是0.02 μ m ;陶瓷膜帶有定時(shí)反沖工藝，反沖時(shí)間5s，反沖周期30min ；操作采用連續(xù)恒流量操作，待濃液中的固含量達(dá)到wt3.2%時(shí)，進(jìn)行恒濃縮倍數(shù)過(guò)濾(滲濾)。陶瓷膜的清液中懸浮物固含量在0.5NTU以下，符合進(jìn)納濾膜和反滲透膜的要求。
[0053]將陶瓷膜的清液泵入納濾膜中進(jìn)行稀土離子的分離。納濾膜采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為20，壓力在1.5?2MPa，此時(shí)納濾膜清液中稀土離子(以REO計(jì))很低(約<0.005g/L)，而濃縮液中的稀土離子含量可以達(dá)到1.25 g/L，回到稀土沉淀工藝中回收稀土。
[0054]納濾膜的清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到pH=4時(shí)，再次泵入到反滲透膜中進(jìn)行氨氮的去除和硫酸銨的回收。反滲透也采用恒流量操作，控制濃縮倍數(shù)為30倍，壓力在3?3.50MPa。此時(shí)反滲透的清液中的氨氮含量達(dá)到15ppm以下，可以排放或回用，而濃液中硫酸銨達(dá)到
3.34g/L回到浸取工藝中以浸取劑回用。
【權(quán)利要求】
1.一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟:第I步、對(duì)離子型稀土礦山廢水進(jìn)行預(yù)除雜，得清液；第2步、對(duì)清液用陶瓷膜過(guò)濾，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜濃液;第3步、將陶瓷膜清液用納濾膜進(jìn)行濃縮，納濾濃液和納濾清液；第4步、將納濾清液用稀硫酸調(diào)節(jié)到PH=3?5后用反滲透膜進(jìn)行濃縮，得到反滲透清液和反滲透濃液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:預(yù)除雜是指炭濾、砂濾或多介質(zhì)過(guò)濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:陶瓷膜過(guò)濾中膜面流速控制在I?3m/s ;壓力為0.1?0.4MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:陶瓷膜平均孔徑范圍為0.02?0.2 μ m,材質(zhì)為氧化招、氧化錯(cuò)或者氧化鈦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:陶瓷膜過(guò)濾中進(jìn)行反沖洗，反沖周期為30?60 min，反沖時(shí)間為5?10s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:納濾膜進(jìn)行濃縮中，濃縮倍數(shù)10?30倍之間；納濾膜的操作壓力是1.0?3.5MPa ;納濾膜對(duì)在0.7MPa下，對(duì)2g/L硫酸鎂的截留率最優(yōu)是96?99%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理方法，其特征在于:反滲透濃縮過(guò)程中的濃縮倍數(shù)優(yōu)選在10?30倍之間，反滲透過(guò)程的操作壓力優(yōu)選是1.5?4.0 Mpa ;反滲透膜的材質(zhì)優(yōu)選醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚砜酰胺或者芳香族聚酰胺等有機(jī)材料；反滲透膜在1.5MPa下，對(duì)2g/l氯化鈉的截留率達(dá)到99%以上。
8.一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理裝置，其特征在于，包括有依次連接的預(yù)除雜裝置(I)、陶瓷膜(2)，陶瓷膜(2)的滲透?jìng)?cè)連接于納濾膜(3)的截留側(cè)的入口，納濾膜(3)的滲透?jìng)?cè)連接于反滲透膜(5)的截留側(cè)的入口，在納濾膜(3)與反滲透膜(5)之間的連接的管路上，還設(shè)置有稀硫酸儲(chǔ)罐(4 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理裝置，其特征在于:所述的預(yù)除雜裝置(I)是炭濾裝置或砂濾裝置；陶瓷膜(2)的材質(zhì)選自氧化鋁、氧化鋯或者氧化鈦；陶瓷膜(2)的平均孔徑范圍為0.02?0.2μπι ;陶瓷膜(2)的滲透?jìng)?cè)上還連接有反沖洗裝置(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種離子型稀土礦山廢水膜分離技術(shù)處理裝置，其特征在于:反滲透膜(5)的材質(zhì)選自醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚砜酰胺或者芳香族聚酰胺。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK104291483SQ201410487014
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】王志高, 彭文博, 王金榮, 張建嵩, 張宏, 范克銀 申請(qǐng)人:江蘇久吾高科技股份有限公司