公布日：2023.03.31
申请日：2022.11.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C22B3/06(2006.01)I;C22B3/08(2006.01)I;C22B34/24(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/26(2006.01)N;
C02F1/28(2006.01)N;C02F1/58(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，包括以下步骤：预处理、反萃取、共晶沉淀、调节PH值和蒸发处理。本发明在预处理时将铀钍镭等元素与钽铌矿石分离，然后采用萃取法可以将铀钍镭元素萃取到有机相，并且可以反萃取到溶液中，达到富集铀钍镭元素的目的，采用共沉淀法，进一步去除废水中的镭元素避免了产生氟硅酸钠等副产物。可以有效出去放射性元素，最终达标排放，废水处理过程中不会含有氟离子，不需要对废水多次处理控制废水中的氟离子含量，而且利用了太阳能或锅炉余热，多效蒸发工艺是在真空条件下蒸发，温度相对较低，蒸发速度快，蒸发耗能低，蒸发浓度高，使粘度较大的料液通过闪蒸方式蒸发结晶，设备不易结垢。
权利要求书
1.一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1、预处理，将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-80℃下进行酸处理，反应后得到固体以及反应液，然后将固体加入氢氟酸和硫酸进行分解，同时将反应液用碱性溶液调酸，使得反应液pH值为1-1.5后过滤得到滤液；S2、反萃取，将所述滤液通过纳滤膜系统，将滤液进行筛分，将筛分后的滤液进入萃取分离槽，采用溶剂萃取法进行萃取得到含铀和钍的有机相和含镭的水相，将所述有机相用5mol/L的氢氧化钠作反萃剂进行反萃取；S3、共晶沉淀，将反萃取的溶液过滤得到沉淀物，将所述沉淀物烘干存储，滤液用吸附剂吸附油类和水溶性有机物，将所述滤液放入反应槽加入氯化钡进行共晶沉淀；S4、调节PH值，将反应槽内的滤液过滤、静置后添加氢氧化钠调节pH值至6-8后排放至处理池中；S5、蒸发处理，将废水送入多效蒸发器中，在真空度为0.01MPa-0.09Mpa的条件下进行三效以上真空连续蒸发，上一级蒸发后的部分蒸汽依次进入下一蒸发器作为热源来利用。
2.根据权利要求1所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S1中将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-50℃下进行酸处理，反应后得到固体以及反应液步骤中包括：将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-50℃下进行第一次酸处理，反应24h-48h，然后将含有钽铌矿石的酸液过滤上清液，再将过滤后的钽铌矿石进行第二次酸处理。
3.根据权利要求2所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S1中酸处理中的酸为质量分数为10％的稀硫酸或者稀盐酸，所述钽铌矿石与酸的体积比为1：2。
4.根据权利要求1所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S1中碱性溶液为氢氧化钠水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S2中萃取剂由P204、TBP以及煤油组成，所述P204、TBP以及煤油的体积分数分别为20％、15％以及65％，所述萃取的相比为1：2，所述萃取级数为3级，所述萃取过程中还加入表面活性剂，所述表面活性剂为碳脂肪醇聚氧化烯醚或聚乙二醇型非离子表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S3中水相放入反应槽加入氯化钡进行共晶沉淀步骤包括：将水相放入反应槽内加入氯化钡搅拌反应4h-8h，然后加入聚沉剂硫酸铁搅拌1h-2h。
7.根据权利要求6所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S3中氯化钡的用量为250克/立方米废水-300克/立方米废水，所述硫酸铁的用量为250克/立方米废水-350克/立方米废水。
8.根据权利要求1所述的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，其特征在于：所述S5中各级蒸发器冷凝后的热、冷凝水循环回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，以解决上述背景技术中提出现有技术中处理过程产生的大量废液对水体和土壤产生巨大的污染，以及处理成本高，资源利用低，处理废水工艺流程长，难以一次性处理合格的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理，将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-80℃下进行酸处理，反应后得到固体以及反应液，然后将固体加入氢氟酸和硫酸进行分解，同时将反应液用碱性溶液调酸，使得反应液pH值为1-1.5后过滤得到滤液；
S2、反萃取，将所述滤液通过纳滤膜系统，将滤液进行筛分，将筛分后的滤液进入萃取分离槽，采用溶剂萃取法进行萃取得到含铀和钍的有机相和含镭的水相，将所述有机相用5mol/L的氢氧化钠作反萃剂进行反萃取；
S3、共晶沉淀，将反萃取的溶液过滤得到沉淀物，将所述沉淀物烘干存储，滤液用吸附剂吸附油类和水溶性有机物，将所述滤液放入反应槽加入氯化钡进行共晶沉淀；
S4、调节PH值，将反应槽内的滤液过滤、静置后添加氢氧化钠调节pH值至6-8后排放至处理池中；
S5、蒸发处理，将废水送入多效蒸发器中，在真空度为0.01MPa-0.09Mpa的条件下进行三效以上真空连续蒸发，上一级蒸发后的部分蒸汽依次进入下一蒸发器作为热源来利用。
优选的，所述S1中将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-50℃下进行酸处理，反应后得到固体以及反应液步骤中包括：将钽铌矿石粉碎至300目，在20℃-50℃下进行第一次酸处理，反应24h-48h，然后将含有钽铌矿石的酸液过滤上清液，再将过滤后的钽铌矿石进行第二次酸处理。
优选的，所述S1中酸处理中的酸为质量分数为10％的稀硫酸或者稀盐酸，所述钽铌矿石与酸的体积比为1：2。
优选的，所述S1中碱性溶液为氢氧化钠水溶液。
优选的，所述S2中萃取剂由P204、TBP以及煤油组成，所述P204、TBP以及煤油的体积分数分别为20％、15％以及65％，所述萃取的相比为1：2，所述萃取级数为3级，所述萃取过程中还加入表面活性剂，所述表面活性剂为碳脂肪醇聚氧化烯醚或聚乙二醇型非离子表面活性剂。
优选的，所述S3中水相放入反应槽加入氯化钡进行共晶沉淀步骤包括：将水相放入反应槽内加入氯化钡搅拌反应4h-8h，然后加入聚沉剂硫酸铁搅拌1h-2h。
优选的，所述S3中氯化钡的用量为250克/立方米废水-300克/立方米废水，所述硫酸铁的用量为250克/立方米废水-350克/立方米废水。
优选的，所述S5中各级蒸发器冷凝后的热、冷凝水循环回收利用。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种专用于冶金废水的多级污水处理工艺，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明在预处理时将铀钍镭等元素与钽铌矿石分离，然后采用萃取法可以将铀钍镭元素萃取到有机相，并且可以反萃取到溶液中，达到富集铀钍镭元素的目的，采用共沉淀法，进一步去除废水中的镭元素避免了产生氟硅酸钠等副产物。可以有效出去放射性元素，最终达标排放，废水处理过程中不会含有氟离子，不需要对废水多次处理控制废水中的氟离子含量，而且利用了太阳能或锅炉余热，多效蒸发工艺是在真空条件下蒸发，温度相对较低，蒸发速度快，蒸发耗能低，蒸发浓度高，使粘度较大的料液通过闪蒸方式蒸发结晶，设备不易结垢。
（发明人：刘鑫;刘灿明;侯清;徐湧;陈灿龙;高松;肖丽娜;商净华）