我国是世界上稀土资源最丰富的国家,中国稀土学会地采选委员会提供的我国已探明的稀土资源储量为5200t,占全世界稀土储量的50%以上。随着稀土产业的不断扩大,稀土的冶炼分离过程中产生了的三废问题日益严重,其中尤以废水产生的环境问题更为严重。稀土湿法冶炼产生的废水具有水质复杂、污染物种类多、废水量大等特点,如果处理不好直接排入水体,会对周围的环境产生很大的危害。近年来在内蒙古、四川和南方广东、广西省(区)等地的稀土冶炼厂加强了对产生废水的治理,针对产生废水的水量、污染物的种类等制定了不同的处理工艺进行废水处理。笔者结合多年的稀土湿法冶金废水处理经验,总结了目前我国的稀土冶炼废水的处理方法,并以北方某稀土厂产生的高NH3-N、高Mg2+的废水处理为例进行了说明。
1?废水的来源和特征
我国稀土冶炼的方法主要有2种,即湿法冶金和火法冶金,其中湿法冶金在工业生产中应用最广。根据选用稀土矿物种类和冶炼采用的工艺不同,稀土的湿法冶金过程中产生的废水也多种多样,各不相同。目前稀土冶炼过程中采用的矿物主要有氟碳铈矿、独居石、离子型稀土矿和混合型稀土矿等,这些矿物中一般含有氟和钍、铀和镭放射性物质等有害成分,在冶炼过程中会进入废水而污染周围的环境。在我国,氟碳铈矿主要采用氧化焙烧硫酸浸出工艺,混合稀土矿主要采用浓硫酸高温焙烧工艺和液碱法工艺,离子吸附型稀土矿主要采用离子型稀土矿原地浸取工艺进行冶炼。在稀土矿物的湿法冶炼过程中要采用盐酸、硫酸、烧碱和重金属盐类等化学试剂,这些化学试剂进入废水会形成有害废水。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
1)酸性废水
酸性废水一般包括硫酸废水、盐酸废水、酸泡废水、喷淋尾气废水、含氟废水等。硫酸废水主要是在三代酸法萃取工艺中产生的,主要污染物为硫酸。酸泡废水是在酸法生产过程中产生的,废水主要含H+、Cl-、F-、Ca2+、Mg2+等污染物质。盐酸废水主要是在草酸沉淀过程中产生的,主要含HCl等污染物质。尾气喷淋废水主要是稀土矿焙烧产生大量有毒有害尾气,尾气需要喷淋净化后排放,产生的喷淋废水中主要含有HF、SO2、SO3、H2SO4等污染物质。
2)碱性废水
碱性废水是在碱法生产过程中产生的,废水中主要含NaOH、氟等污染物质。污染物为碱和氟。
3)含放射性类物质废水
即用碱法处理独居石精矿生产过程中,经浸出、溶解、萃取分离及提纯等排放汇集后的废水。主要含放射性元素,污染物为钍、铀及镭等,这种废水成分比较复杂,不经处理不能排放。
4)含铵废水
含铵废水一般包括氯铵废水、硝酸铵废水、硫铵废水等。氯铵废水是稀土分离皂化及生产碳酸稀土过程中产生的,主要含氯化铵。硝酸铵废水是在稀土分离过程中,生产制备少氯或无氯单一稀土氧化物过程中产生的,主要含硝酸铵。硫铵废水是稀土生产中利用焙烧矿在制备碳酸稀土过程中产生的,主要含硫酸铵及少量钙、镁离子等物质。