專利名稱：一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝。
背景技術(shù)：
硫酸鋁鐵綜合性能優(yōu)于聚合硫酸鐵(PFS)和聚合硫酸鋁(PAS)，具有鐵鹽絮凝劑沉降速度快、礬花大、鋁系絮凝劑褪色效果好的優(yōu)點(diǎn)，具有聚合氯化鋁(PAC)和鐵鹽的特性和特點(diǎn)，克服了 PAC在低溫低濁時(shí)的凈水難點(diǎn)。因此，其凈水效果明顯優(yōu)于一般的凈水產(chǎn)
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ΡΠ O目前常用的制備硫酸鋁鐵的方法以硫酸亞鐵、H2SO4, Al (OH)3等為原料，在氧化劑H2A存在下合成聚合硫酸鋁鐵(PAFS)。該法的缺點(diǎn)是需要精確的工藝控制，給操作帶來一定困難，且氧化劑H2A比較昂貴，因此制備成本較高。國內(nèi)也有利用熱電廠排放的粉煤灰與化工廠的黃鐵礦燒渣，在較高的溫度下合成聚合硫酸鋁鐵(PAR5)絮凝劑，該法采用的原料都是工廠廢棄物，故具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，但該法的不足之處是原料中狗2+含量較高，常需要再加入氧化劑(如MmO2),且工藝繁瑣，合成時(shí)間較長，比較不利于工業(yè)化生產(chǎn)。稀土在灼燒過程中，升溫段可將稀土沉淀物所含的水分烘干，但還有大量余熱沒有綜合利用，造成了能源的浪費(fèi)。另外稀土焙燒礦浸出液提取稀土后存在大量的鐵鋁元素， 經(jīng)石灰沉淀后形成含有大量鈣，鐵鋁鹽的殘?jiān)渭儾捎檬姨幚頃r(shí)，沉降速度慢，污水處理能力低，如果輔助常規(guī)絮凝劑(如聚合氯化鋁)，不僅成本較高，而且處理效果不太好。石灰沉淀過程中，由于產(chǎn)生的殘?jiān)看?，殘?jiān)y以處理，因此給污水處理造成較大的環(huán)保壓力。目前處理殘?jiān)姆椒ㄍǔ⑵鋲赫ィ龠\(yùn)輸至其他地方進(jìn)行填埋，此方法不僅處理成本高，而且產(chǎn)生的鈣、鐵鋁鹽等難以經(jīng)濟(jì)利用。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，可在原有工藝的基礎(chǔ)上制備經(jīng)濟(jì)效益高的含硫酸鈣的硫酸鋁鐵，而且可以作為后序污水處理的處理藥劑，制備過程簡單，經(jīng)濟(jì)效益明顯，易于推廣。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
將經(jīng)過酸溶解稀土礦后排出的廢水用石灰處理，形成的含有大量鈣、鐵鋁鹽殘?jiān)?，在殘?jiān)鼉?nèi)加入質(zhì)量百分濃度70%以上硫酸熟化制成含硫酸鈣的硫酸鋁鐵水處理劑，熟化是綜合利用稀土煅燒產(chǎn)生的余熱和鍋爐的煙室余熱。所述酸溶解稀土礦是(1)將碳酸稀土或草酸稀土精料用鹽酸溶解，用于萃取純凈稀土，萃取后廢水除了含有大量鋁、鐵元素外還含有大量的C1_，Cl_可作為后序制備硫酸鋁鐵的催化劑；(2)硫酸或氯化氨等煅燒稀土精礦后，浸出液除了含有稀土外還有大量的鋁鐵元素，沉淀出稀土精料后溶液里殘余大量鋁鐵元素。工廠中一般使用石灰沉淀這些鋁鐵元素形成廢渣。
所述酸熟化是將石灰沉淀后產(chǎn)生的殘?jiān)c質(zhì)量百分濃度70%以上的硫酸混合，摩爾比在2 :3 2 3. 5，在料堆溫度控制在80-150攝氏度下進(jìn)行熟化堆放，利用稀土煅燒或鍋爐煙道中產(chǎn)生的余熱來控制溫度，至料堆顏色變?yōu)榈S后即轉(zhuǎn)化為水處理劑一一含硫酸鈣的硫酸鋁鐵。如使用(2)殘?jiān)话阈枰砑尤肷倭緾l—。所述的水處理劑是含硫酸鈣的硫酸鋁鐵，可以作為水處理過程中的絮凝劑。采用上述方案后，本發(fā)明的關(guān)鍵特點(diǎn)是稀土生產(chǎn)廢水的沉渣與稀土生產(chǎn)余熱進(jìn)行復(fù)合治理，并副產(chǎn)出硫酸鋁鐵水處理劑。本發(fā)明不僅可以解決目前常規(guī)無機(jī)高分子絮凝劑硫酸鋁鐵合成成本較高的問題，而且可以解決稀土冶煉工藝中，廢水處理產(chǎn)生的殘?jiān)看蟆?殘?jiān)y以處理、稀土生產(chǎn)時(shí)排出的煅燒余熱和鍋爐煙室余熱溫度低、難以綜合利用的問題。 在原有工藝的基礎(chǔ)上制備經(jīng)濟(jì)效益高的含硫酸鈣的硫酸鋁鐵，而且可以作為后序污水處理的處理藥劑，制備過程簡單，經(jīng)濟(jì)效益明顯，易于推廣。
具體實(shí)施例方式取200Kg經(jīng)過石灰沉淀后的含有大量鈣、鋁鐵鹽的殘?jiān)ㄟ^水泥攪拌機(jī)投入質(zhì)量百分濃度70%硫酸(工業(yè)廢酸)，攪勻出料，在料堆溫度控制在80-150攝氏度(利用灼燒時(shí)產(chǎn)生的余熱控制溫度)下進(jìn)行熟化堆放，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)料堆溫度達(dá)到70攝氏度時(shí)，殘?jiān)c硫酸混合物的顏色開始變?yōu)槌嗌?dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，顏色又逐漸轉(zhuǎn)化為灰黑色，此時(shí)一般為攪拌機(jī)出料的顏色。將料堆放在鍋爐煙道凈化室中，在大約120-150攝氏度下，殘?jiān)c硫酸的顏色轉(zhuǎn)化為淺黃色(此為含硫酸鈣的硫酸鋁鐵)，保溫6小時(shí)出料，高于12小時(shí)出現(xiàn)料“燒死”的問題，水溶性下降。當(dāng)煙道凈化室溫度控制不好(即風(fēng)機(jī)引入冷空氣與煙道氣混合后溫度過高時(shí))，會出現(xiàn)嗆人的味道，分析產(chǎn)物為硫酸霧。此狀況一般出現(xiàn)在煙道凈化室溫度高于200攝氏度， 此時(shí)不僅料“燒死”，還出現(xiàn)新的污染。在石灰沉淀的過程中，加入0. 1%制備出的硫酸鋁鐵的水溶液(含有懸濁物)，發(fā)現(xiàn)不僅快速產(chǎn)生大量絮花，而且沉降速度很快，可以大大提高污水處理的能力。在漂染廢水中，投入0.08%制備出的硫酸鋁鐵的水溶液(含有懸濁物)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量絮花，處理效果好于投入0. 06%工業(yè)硫酸鋁絮凝的效果，而且沉淀速度明顯快于后者。另外，如果將經(jīng)過石灰沉淀后的含有大量鈣、鋁鐵鹽的殘?jiān)?，加入質(zhì)量百分深度 70%的工業(yè)熱硫酸，混合攪拌，放置一星期后也可以制備出硫酸鋁鐵。在處理皮革廢水中加入0. 15%制備出的硫酸鋁鐵，可將COD(化學(xué)需氧量)為5000， 色度為230的皮革廢水，降至COD為1500，色度為70。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并非對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定，凡與本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)沒有產(chǎn)生本質(zhì)上的區(qū)別，對上述實(shí)施方式的推演或替換，均應(yīng)被視為落入本案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，其特征在于將經(jīng)過酸溶解稀土礦后排出的廢水用石灰處理，形成的含有鈣、鐵鋁鹽殘?jiān)?，在殘?jiān)鼉?nèi)加入質(zhì)量百分濃度70%以上硫酸熟化制成含硫酸鈣的硫酸鋁鐵水處理劑，熟化是綜合利用稀土煅燒產(chǎn)生的余熱和鍋爐的煙室余熱。
2.如權(quán)利要求1所述一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，其特征在于所述酸溶解稀土礦是將碳酸稀土或草酸稀土精料用鹽酸溶解，用于萃取純凈稀土，萃取后廢水除了含有鋁、鐵元素外還含有Cl_，Cl_作為后序制備硫酸鋁鐵的催化劑。
3.如權(quán)利要求2所述一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，其特征在于所述酸熟化是將石灰沉淀后產(chǎn)生的殘?jiān)c質(zhì)量百分濃度70%以上的硫酸混合，摩爾比在2 :3 2 3. 5，在料堆溫度控制在80-150攝氏度下進(jìn)行熟化堆放，利用稀土煅燒或鍋爐煙道中產(chǎn)生的余熱來控制溫度，至料堆顏色變?yōu)榈S后即轉(zhuǎn)化為水處理劑一一含硫酸鈣的硫酸鋁鐵。
4.如權(quán)利要求1所述一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，其特征在于所述酸溶解稀土礦是硫酸或氯化氨煅燒稀土精礦后，浸出液除了含有稀土外還有鋁鐵元素，沉淀出稀土精料后溶液里殘余鋁鐵元素。
5.如權(quán)利要求4所述一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，其特征在于所述酸熟化是將石灰沉淀后產(chǎn)生的殘?jiān)c質(zhì)量百分濃度70%以上的硫酸混合，摩爾比在2 :3 2 3. 5，殘?jiān)羞€加入Cl_，在料堆溫度控制在80-150攝氏度下進(jìn)行熟化堆放，利用稀土煅燒或鍋爐煙道中產(chǎn)生的余熱來控制溫度，至料堆顏色變?yōu)榈S后即轉(zhuǎn)化為水處理劑含硫酸鈣的硫酸鋁鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開一種稀土礦浸出廢液及稀土生產(chǎn)煅燒余熱的綜合利用工藝，將經(jīng)過酸溶解稀土礦后排出的廢水用石灰處理，形成的含有大量鈣、鐵鋁鹽殘?jiān)?，在殘?jiān)鼉?nèi)加入質(zhì)量百分濃度70%以上硫酸熟化制成含硫酸鈣的硫酸鋁鐵水處理劑，熟化是綜合利用稀土煅燒產(chǎn)生的余熱和鍋爐的煙室余熱。本發(fā)明不僅可以解決目前常規(guī)無機(jī)高分子絮凝劑硫酸鋁鐵合成成本較高的問題，而且可以解決稀土冶煉工藝中，廢水處理產(chǎn)生的殘?jiān)看?、殘?jiān)y以處理、稀土生產(chǎn)時(shí)排出的煅燒余熱和鍋爐煙室余熱溫度低、難以綜合利用的問題，在原有工藝的基礎(chǔ)上制備經(jīng)濟(jì)效益高的含硫酸鈣的硫酸鋁鐵，而且可以作為后序污水處理的處理藥劑，制備過程簡單，經(jīng)濟(jì)效益明顯，易于推廣。
文檔編號C22B3/10GK102173491SQ20111006604
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者李來超, 陳楷翰, 雷少欽 申請人:福建省長汀金龍稀土有限公司