專利名稱：一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代中期以來(lái)，我國(guó)稀土工業(yè)發(fā)展十分迅速，并取得了巨大的成就。但稀土冶煉屬于濕法冶煉，廢水量比較大，并且廢水具有污染嚴(yán)重和治理困難等特點(diǎn)，稀土冶煉將會(huì)帶來(lái)較大的環(huán)境問(wèn)題。草酸稀土沉淀廢水產(chǎn)生于氯化稀土向草酸稀土轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)式如下:2REC13+ 3 H2C2O4 = RE2 (C2O4 ) 3+ 6HC1，產(chǎn)生的沉淀廢水主要是鹽酸和草酸的混合溶液及微量的草酸稀土和雜質(zhì)等。目前國(guó)內(nèi)處理此廢水主要采用石灰中和法，此法雖然操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉，但作業(yè)環(huán)境惡劣，渣量大并且難處理，水中的酸沒(méi)有得到回收，浪費(fèi)了資源。近年來(lái)許多稀土廠采用多種方法治理該種廢水都沒(méi)有達(dá)到滿意的效果。因此，草酸稀土沉淀廢水的治理是稀土工業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一。為了回收草酸稀土沉淀廢水中的草酸與鹽酸，目前主要有兩種處理 方法:蒸發(fā)法和萃取法。蒸發(fā)法利用據(jù)草酸的特性和鹽酸中氯化氫與水共沸的原理，對(duì)草酸稀土沉淀廢水蒸發(fā)，將鹽酸與水蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)草酸在蒸發(fā)母液中結(jié)晶析出，該方法能耗高，鹽酸在較高的溫度下腐蝕性很強(qiáng)。萃取法有萃取草酸法和萃取鹽酸法，其中萃取草酸法，將廢水中的草酸萃取出來(lái)，廢水重復(fù)利用，萃取劑萃取草酸后再將草酸反萃下來(lái)，該工藝雖然能回收利用草酸和鹽酸，但草酸萃取不徹底，而且廢水體積增加；萃取鹽酸法也存在同樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，該法利用陽(yáng)極室發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化分解廢水中的草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發(fā)明所述的陰極液為酸性溶液，其為含鹽酸的溶液，該料液的H+濃度為
0.00ri0mol/L,陽(yáng)極液為草酸稀土沉淀廢水，其中草酸根的濃度為0.5^30g/L, H+濃度為
0.5 3mol/L，稀土離子濃度為l(T200mg/L ;本發(fā)明的從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法如下:以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽(yáng)極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰極，陽(yáng)極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開(kāi)，所述酸性溶液為陰極液，所述草酸稀土沉淀廢水為陽(yáng)極液，電流密度為2(T600A/m2，陽(yáng)極室發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化分解草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發(fā)明中主要化學(xué)反應(yīng)如下:
陰極反應(yīng):2H+ + e — H2個(gè)
陽(yáng)極反應(yīng):2C1 + e — Cl2個(gè) 陽(yáng)極室可能發(fā)生的反應(yīng):C12 + H2O — HClO + HCl
HClO + H2C2O4 — 2C02 + HCl + H2O 或者:C12 + H2C2O4 — 2HC1 + 2C02本發(fā)明從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，采用陽(yáng)極氧化放出氯氣氧化分解草酸稀土沉淀廢水中的草酸根，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發(fā)明的方法可以循環(huán)利用廢水中的水資源和酸資源，并回收利用稀土，無(wú)新的廢水、廢渣排放。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
長(zhǎng)方形隔膜電解槽由一個(gè)陽(yáng)極室和一個(gè)陰極室組成，中間用型號(hào)Nafion陽(yáng)離子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽(yáng)極液為草酸銪沉淀廢水，該溶液的銪離子濃度為45mg/L，H+濃度為0.89mol/L, C2042_的濃度為3g/L ;陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.9mol/L,電流密度為25A/m2，陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解15小時(shí)后陽(yáng)極室銪離子濃度為42mg/L，H+濃度為0.59mol/L，C2042—的濃度為0.03g/L，草酸根分解率為99%,酸回收率達(dá)66%,箱尚子回收率達(dá)93%。實(shí)施例2
同時(shí)實(shí)施例1，其中陽(yáng)極液為草酸鋱沉淀廢水，該溶液的鋱離子濃度為75mg/L，H+濃度為0.95mol/L，C2042_的濃度為15g/L，陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.0015mol/L,電流密度為125A/m2，陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解8小時(shí)后陽(yáng)極室鋱離子濃度為72mg/L，H+濃度為0.62mol/L, C2O42-的濃度為0.01g/L,草酸根分解率高于99%，酸回收率達(dá)65%，鋱離子回收率達(dá)96%。實(shí)施例3
長(zhǎng)方形隔膜電解槽由二個(gè)陽(yáng)極室和一個(gè)陰極室組成，陽(yáng)極室和陰極室中間用型號(hào)Nafion陽(yáng)離子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極采用鈦基涂釕和銥金屬網(wǎng)，陰極采用金屬鈦網(wǎng)，陽(yáng)極液為草酸鋱沉淀廢水，該溶液的鋱離子濃度為7511^/1，礦濃度為0.51mol/L，C2042_的濃度為0.6g/L ;陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為5.0mol/L,電流密度為21A/m2 ;陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解8小時(shí)后陽(yáng)極室鋱離子濃度為74mg/L，H+濃度為0.40mol/L, C2042_的濃度為
0.009g/L，草酸根分解率高于99%，酸回收率達(dá)78%，鋱離子回收率達(dá)98%。實(shí)施例4
長(zhǎng)方形隔膜電解槽由一個(gè)陽(yáng)極室和二個(gè)陰極室組成，陽(yáng)極室和陰極室之間用型號(hào)Nafion離子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板；陽(yáng)極液為為草酸釔沉淀廢水，該溶液的釔離子濃度為19511^/1，礦濃度為2.9mol/L，C2042_的濃度為29g/L，陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.5mol/L ;電流密度為575A/m2，陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解9小時(shí)后陽(yáng)極室釔離子濃度為165mg/L，H+濃度為2.12mol/L, C2 042_的濃度為
0.04g/L，草酸根分解率高于99%，酸回收率達(dá)73%，釔離子回收率達(dá)85%。實(shí)施例5
長(zhǎng)方形隔膜電解槽由一個(gè)陽(yáng)極室和二個(gè)陰極室組成，陽(yáng)極室和陰極室之間用型號(hào)Nafion離子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽(yáng)極液為為草酸釹沉淀廢水，該溶液的釹離子濃度為110mg/L，H+濃度為2.0mol/L, C2042_的濃度為20g/L ;陰極液為濃鹽酸溶液，其中H+濃度為9mol/L，電流密度為300A/m2 ;陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解9小時(shí)后陽(yáng)極室釹離子濃度為101mg/L，H+濃度為1.69mol/L, C2042_的濃度為
0.03g/L ;草酸根分解率高于99%，酸回收率達(dá)84%，釹離子回收率達(dá)92%。
實(shí)施例6
長(zhǎng)方形隔膜電解槽由一個(gè)陽(yáng)極室和二個(gè)陰極室組成，陽(yáng)極室和陰極室之間用型號(hào)Nafion離子交換膜隔開(kāi)，陽(yáng)極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽(yáng)極液為為草酸鏑沉淀廢水，該溶液的鏑離子濃度為105mg/L，H+濃度為1.9mol/L, C2042_的濃度為15g/L,陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.75mol/L,電流密度為160A/m2 ;陽(yáng)極液、陰極液分別循環(huán)，電解15小時(shí)后陽(yáng)極室鏑離子濃度為101mg/L，H+濃度為1.llmol/L，C2042_的濃度為
0.035g/L,草酸根分解率聞?dòng)?9%,酸`回收率達(dá)58%,鏑尚子回收率達(dá)96%。
權(quán)利要求
1.一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，所述草酸稀土沉淀廢水的草酸根濃度為0.5 30g/L，H+濃度為0.5 3mol/L，稀土離子濃度為10 200mg/L ;其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽(yáng)極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰極，陽(yáng)極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開(kāi)，酸性溶液為陰極液，草酸稀土沉淀廢水為陽(yáng)極液，電流密度為2(T600A/m2，陽(yáng)極室發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化分解草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，其特征是所述酸性溶液為含鹽酸的溶液，該溶液的H+濃度為0.0Of lOmol/L。
全文摘要
一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽(yáng)極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰極，陽(yáng)極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開(kāi)，陰極液為酸性溶液，陽(yáng)極液為草酸稀土沉淀廢水，電流密度為20~600A/m2，陽(yáng)極室發(fā)生氧化反應(yīng)，析出氯氣，同時(shí)氧化分解廢水中的草酸離子，回收利用廢水中的酸和稀土。本發(fā)明的方法可以循環(huán)利用廢水中的水資源和酸資源，并回收利用稀土，無(wú)新的廢水、廢渣排放。
文檔編號(hào)C22B7/00GK103205575SQ201310068459
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者劉志強(qiáng), 邱顯揚(yáng), 朱薇, 郭秋松 申請(qǐng)人:廣州有色金屬研究院