公布日：2023.02.17
申請日：2021.08.04
分類(lèi)號：C01C1/16(2006.01)I;C01G33/00(2006.01)I;C01G35/00(2006.01)I;C02F9/00(2023.01)I
摘要
一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，屬于濕法冶金廢水治理領(lǐng)域，包括以下步驟：酸解萃��；酸洗除雜；反鈮提鉭；反鉭；中和沉淀液固分離；洗滌；洗滌水經(jīng)過(guò)膜處理分離提濃得到稀氨水回用；中和母液和膜處理產(chǎn)出的濃水濃縮提取氟化銨；回收稀氨水。本發(fā)明將反鈮劑由硫酸溶液改為0.0-2.0mol/L氫氟酸溶液或純水，將反鉭劑由純水改為純水或氨水，實(shí)現鉭鈮分離，得到不含硫酸的鈮液；使用反滲透系統進(jìn)行膜分離處理，得到脫氟稀氨水回用，高氟廢水濃縮制取氟化銨。本發(fā)明解決了傳統鉭鈮濕法冶煉堿性廢水中氟化銨和硫酸銨的分離難題，通過(guò)制取氟化銨和稀氨水回收利用，實(shí)現鉭鈮濕法冶煉含氟含氨堿性廢水的零排放。
權利要求書(shū)
1.一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟：S1，酸解萃�。簩€g鈮原料用氫氟酸、硫酸分解浸出，并用萃取劑對浸出的礦漿進(jìn)行逆流萃取，得到含鉭鈮的負載有機相；S2，酸洗除雜：將含鉭鈮的負載有機相輸入酸洗萃取槽中，加入酸洗劑進(jìn)行酸洗除雜，得到酸洗后有機相和清殘；S3，反鈮提鉭：將步驟S2中酸洗后有機相輸入反鈮提鉭槽中，加入反鈮劑進(jìn)行鉭鈮分離處理，分離得到鈮液和反鈮后有機相；所述反鈮劑為氫氟酸溶液或純水；S4，反鉭：將步驟S3中反鈮后有機相輸入反鉭槽，加入純水或氨水作為反鉭劑進(jìn)行反鉭，得到鉭液；S5，液固分離：將步驟S3中所述鈮液或步驟S4中所述鉭液用氨中和沉淀，液固分離處理，得到中和母液、氫氧化鈮或氫氧化鉭的固體沉淀物；S6，洗滌：將步驟S5中所述固體沉淀物用稀氨水洗滌，得到氫氧化鈮或氫氧化鉭產(chǎn)品和氨洗水；S7，膜處理：將步驟S6中所述氨洗水經(jīng)精密過(guò)濾器過(guò)濾后，通過(guò)二級反滲透系統進(jìn)行膜分離處理，得到脫氟稀氨水和富集氟化銨的濃水；S8，提取氟化銨：將步驟S5所述中和母液和步驟S7所述富集氟化銨的濃水，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，得到冷凝稀氨水和氟化銨飽和溶液，將氟化銨飽和溶液冷卻結晶，離心分離烘干，得到氟化銨產(chǎn)品；S9，回收稀氨水：將步驟S8中蒸發(fā)濃縮工序得到的冷凝稀氨水和步驟S7中得到的脫氟稀氨水回收至步驟S6所述的稀氨水中。
2.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S2中，所述酸洗劑為0.0mol/L-1.0mol/L氫氟酸和3.0mol/L-4.0mol/L硫酸的混合溶液。
3.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S3中，所述反鈮劑為0.0mol/L-2.0mol/L氫氟酸溶液或純水。
4.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S4中，所述反鉭劑氨水為步驟S8中所述蒸發(fā)濃縮工序得到的冷凝稀氨水或步驟S7中所述的脫氟稀氨水或濃度為0.001％-15％的稀氨水。
5.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S6中，所述稀氨水的pH10-12，F-<0.05g/L。
6.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S7中所述二級反滲透系統的具體流程為，將精密過(guò)濾后的氨洗水通過(guò)第一級反滲透系統膜分離得到一級濃水和淡水，淡水再通過(guò)第二級反滲透系統進(jìn)一步攔截氟化銨，產(chǎn)出得到F-<0.05g/L，pH10-12的脫氟稀氨水并回用于鉭鈮氫氧化物洗滌，第二級反滲透系統產(chǎn)出的二級濃水返回至第一級反滲透系統中。
7.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S3中，所述鈮液的鈮含量(折算成Nb2O5)為150g/L-350g/LNb2O5，SO42-<1.0g/L；步驟S4中，所述鉭液的鉭含量(折算成Ta2O5)為60g/L-200g/LTa2O5，SO42-<0.5g/L。
8.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S5中，所述中和母液中氟化銨的濃度為10％-25％。
9.如權利要求1所述的一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟S7中，所述富集氟化銨的濃水中氟化銨的濃度為5％-10％。
發(fā)明內容
為了克服現有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢渣產(chǎn)生，廢水中的氟、氨等污染物通過(guò)資源化治理，得到回收利用，可實(shí)現堿性廢水零排放。
本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現：
一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
S1，酸解萃�。簩€g鈮原料用氫氟酸、硫酸分解浸出，并用萃取劑對浸出的礦漿進(jìn)行逆流萃取，得到含鉭鈮的負載有機相；
S2，酸洗除雜：將含鉭鈮的負載有機相輸入酸洗萃取槽中，加入酸洗劑進(jìn)行酸洗除雜，得到酸洗后有機相和清殘；
S3，反鈮提鉭：將步驟S2中酸洗后有機相輸入反鈮提鉭槽中，加入反鈮劑進(jìn)行鉭鈮分離處理，分離得到鈮液和反鈮后有機相；所述反鈮劑為氫氟酸溶液或純水；
S4，反鉭：將步驟S3中反鈮后有機相輸入反鉭槽，加入純水或氨水作為反鉭劑進(jìn)行反鉭，得到鉭液；
S5，液固分離：將步驟S3中所述鈮液或步驟S4中所述鉭液用氨中和沉淀，液固分離處理，得到中和母液、氫氧化鈮或氫氧化鉭的固體沉淀物；
S6，洗滌：將步驟S5中所述固體沉淀物用稀氨水洗滌，得到氫氧化鈮或氫氧化鉭產(chǎn)品和氨洗水；
S7，膜處理：將步驟S6中所述氨洗水經(jīng)精密過(guò)濾器過(guò)濾后，通過(guò)二級反滲透系統進(jìn)行膜分離處理，得到脫氟稀氨水和富集氟化銨的濃水；
S8，提取氟化銨：將步驟S5所述中和母液和步驟S7所述富集氟化銨的濃水，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，得到冷凝稀氨水和氟化銨飽和溶液，將氟化銨飽和溶液冷卻結晶，離心分離烘干，得到氟化銨產(chǎn)品；
S9，回收稀氨水：將步驟S8中蒸發(fā)濃縮工序得到的冷凝稀氨水和步驟S7得到的脫氟稀氨水作為洗滌水回流至步驟S6所述的稀氨水中。
進(jìn)一步地，步驟S2中，所述酸洗劑為0.0mol/L-1.0mol/L氫氟酸和3.0mol/L-4.0mol/L硫酸的混合溶液。
進(jìn)一步地，步驟S3中，所述反鈮劑為0.0mol/L-2.0mol/L氫氟酸溶液或純水。
進(jìn)一步地，步驟S4中，所述反鉭劑氨水為步驟S8中所述蒸發(fā)濃縮工序得到的冷凝稀氨水或步驟S7中所述的脫氟稀氨水或濃度為0.001％-15％的稀氨水。
進(jìn)一步地，步驟S6中，所述稀氨水的pH10-12，F-<0.05g/L。
進(jìn)一步地，步驟S7中所述二級反滲透系統的具體流程為，將精密過(guò)濾后的氨洗水通過(guò)第一級反滲透系統膜分離得到一級濃水和淡水，淡水再通過(guò)第二級反滲透系統進(jìn)一步攔截氟化銨，產(chǎn)出得到F-<0.05g/L，pH10-12的脫氟稀氨水并回用于鉭鈮氫氧化物洗滌，第二級反滲透系統產(chǎn)出的二級濃水返回至第一級反滲透系統中。
進(jìn)一步地，步驟S3中，所述鈮液的鈮含量(折算成Nb2O5)為150g/L-350g/LNb2O5，SO42-<1.0g/L；步驟S4中，所述鉭液的鉭含量(折算成Ta2O5)為60g/L-200g/LTa2O5，SO42-<0.5g/L。
進(jìn)一步地，步驟S5中，所述中和母液中氟化銨的濃度為10％-25％。
進(jìn)一步地，步驟S7中，所述富集氟化銨的濃水中氟化銨的濃度為5％-10％。
相比現有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明一種鉭鈮濕法冶煉堿性廢水實(shí)現零排放的生產(chǎn)方法，從萃取過(guò)程中進(jìn)行工藝優(yōu)化：酸洗段將酸洗劑由3.5mol/L-4.0mol/L硫酸溶液更改為0.0mol/L-1.0mol/L氫氟酸和3.0mol/L-4.0mol/L硫酸的混合溶液；反鈮提鉭段將反鈮劑由傳統的硫酸體系改為氫氟酸體系或純水，反鈮劑由硫酸溶液改為氫氟酸溶液或純水；反鉭段將反鉭劑由純水改為純水或氨水。反鈮提鉭段和反鉭段實(shí)現鉭鈮良好分離，直接得到不含硫酸的鈮液，從源頭避免引入硫酸根離子，徹底解決堿性廢水氟化銨和硫酸銨的分離難題。
利用二級反滲透系統的RO膜對氟化銨和其他雜質(zhì)進(jìn)行有效攔截，對于氟濃度較低，體量較大的洗滌廢水采用RO膜系統處理，得到氟含量小于0.05g/L，pH10-12的稀氨水，直接返回氫氧化物洗滌工序或用于反鉭段作反鉭劑，實(shí)現廢水中水、氨的回收利用。
對于氟化銨濃度不同的中和母液和氨洗水分別處理，低濃度的氨洗水通過(guò)二級反滲透系統濃縮后得到的濃水與高濃度的中和母液一起蒸發(fā)結晶制取氟化銨產(chǎn)品，蒸發(fā)產(chǎn)出的冷凝稀氨水作為洗滌水回用至氫氧化物的洗滌工序或用于反鉭段作反鉭劑，整個(gè)過(guò)程不需添加其他材料，無(wú)渣排放，運行費用低，產(chǎn)出高價(jià)值的氟化銨產(chǎn)品，同時(shí)實(shí)現水循環(huán)零排放的目的。
（發(fā)明人：石波;張勁;鐘岳聯(lián);吳理覺(jué);吳美慧;陳小毫;張盼剛;李石鳳）
