申请日2014.01.28
公开(公告)日2014.04.30
IPC分类号C02F101/20; C02F9/04
摘要
本发明公开一种稀土工业废水除重金属的方法，利用功能纳米材料为吸附剂，通过化学吸附作用，深度处理稀土工业废水中的氯、钠、钙及重金属等离子;功能纳米材料指带有功能基团(如硫酸基、硫基、胺基、羧酸基、磷酸基等)的纳米材料，纳米材料颗粒大小在0.5-3微米之间。本发明可深度处理高氯、高氯、高钠、高钙重金属废水，使得处理后的稀土工艺废水中重金属含量≤0.01mg/L，达到《稀土工业污染物排放标准》中2014年标准。
权利要求书
1.一种稀土工业废水除重金属的方法，其特征在于：利用功能纳米材料为吸附剂，通过化学吸附作用，深度处理稀土工业废水中的氯离子、钠离子、钙离子及重金属离子;
功能纳米材料指带有功能基团的纳米材料，纳米材料颗粒大小在0.5-3微米之间。
2.如权利要求1所述的一种稀土工业废水除重金属的方法，其特征在于：功能纳米材料是由Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+和Al3+中两种或两种以上的阳离子，通过与SO42-、S2-、P043-、OH-、HP042-、HCO3-、CO32-和COO-中两种或两种以上的阴离子，通过共沉淀化学方法举行合成并陈化，并在助凝剂的条件下絮凝沉淀得到，最后通过抽滤、真空晾干得到功能纳米材料粉末。
3.如权利要求1所述的一种稀土工业废水除重金属的方法，其特征在于：共沉淀化学方法举行合成的条件是：pH值4-8，温度为30-80摄氏度，搅拌速度控制在80-200转/分钟。
4.如权利要求1所述的一种稀土工业废水除重金属的方法，其特征在于：助凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚丙烯酸钠、淀粉、硫酸亚铁和三氯化铁中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的一种稀土工业废水除重金属的方法，其特征在于：稀土工业废水先输送到中和反应槽，中和反应槽中加入石灰和PAM，中和反应后，反应液过滤，得到泥渣和滤液，滤液中加入功能纳米材料，化学吸附后，再过滤，滤液直接外排。
说明书
一种稀土工业废水除重金属的方法
技术领域
本发明涉及一种稀土工业废水除重金属的方法。
背景技术
稀土主要是指化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素钇(Y)共15种元素，称为稀土元素。
稀土生产分离工艺流程为：混合稀土原矿在酸溶槽中加水和盐酸进行搅拌溶解，溶液过滤后得到滤液和滤渣。滤液直接泵入萃取槽，在萃取分离体系中进行轻、中、重稀土元素的分组和分离，得到单一稀土料液，再用草酸或碳酸氢钠或碳酸钠沉淀单一稀土，沉淀后的稀土盐类经过洗涤、过滤、灼烧后，得到单一稀土氧化物产品。
根据生产统计，由于南方离子型稀土矿中含有微量的重金属元素铅等，在酸溶的过程中，重金属离子形成溶液进入萃取分离体系。因此，在稀土分离生产过程中，会产生大量含高氯、高钠、高钙、重金属离子等离子的含乳化油或浮油的废水。
生产废水具体情况如下表：
国家环境保护部于2011年颁布了《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)，规定了稀土工业企业水污染物排放限值，对稀土生产分离废水处理提出了严格要求，具体要求如下：
根据中华人民共和国国家标准(GB 26451-2011)《稀土工业污染物排放标准》中4.1.1要求： 自 2012 年 1 月 1 日起至 2013 年 12 月 31 日止，现有企业执行表1规定的水污染物排放限值。
表1 现有企业水污染物排放浓度限值及单位产品基准排水量
单位：mg/L(pH除外)
根据中华人民共和国国家标准(GB 26451-2011)《稀土工业污染物排放标准》中4.1.2要求：自 2014 年 1 月 1 日起，新建企业执行表 2 规定的水污染物排放限值。
表2 新建企业水污染物排放浓度限值及单位产品基准排水量
单位：mg/L(pH除外)
因此，寻找适宜的稀土生产废水处理技术及处理工艺流程，有效处理稀土生产废水，具有重要的意义。
根据文献及相关专利，目前处理废水中的重金属，主要采用以下几种方式：
发明内容
本发明的目的在于提供一种稀土工业废水除重金属的方法，以实现深度处理高氯、高氯、高钠、高钙重金属废水。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种稀土工业废水除重金属的方法，利用功能纳米材料为吸附剂，通过化学吸附作用，深度处理稀土工业废水中的氯、钠、钙及重金属等离子;
功能纳米材料指带有特定功能基团(如硫酸基、硫基、胺基、羧酸基、磷酸基等)的纳米材料，纳米材料颗粒大小在0.5-3微米之间。
所述功能纳米材料是由Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+和Al3+中两种或两种以上的阳离子，通过与SO42-、S2-、P043-、OH-、HP042-、HCO3-、CO32-和COO-中两种或两种以上的阴离子，通过共沉淀化学方法举行合成并陈化，并在助凝剂的条件下絮凝沉淀得到，最后通过抽滤、真空晾干得到功能纳米材料粉末。
所述共沉淀化学方法举行合成的条件是：pH值4-8，温度为30-80摄氏度，搅拌速度控制在80-200转/分钟。
所述助凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚丙烯酸钠、淀粉、硫酸亚铁和三氯化铁中的一种或两种。
所述稀土工业废水先输送到中和反应槽，中和反应槽中加入石灰和PAM(聚丙烯酰胺)，中和反应后，反应液过滤，得到泥渣和滤液，滤液中加入功能纳米材料，化学吸附后，再过滤，滤液直接外排。
采用上述方案后，本发明利用功能纳米材料为原料，深度处理高氯、高氯、高钠、高钙重金属废水，使得处理后的稀土工艺废水中重金属含量≤0.01mg/L，达到《稀土工业污染物排放标准》中2014年标准。