彭婧　范雅慧　許國華　楊潔　周菁

摘要：隨著稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及國家對環(huán)境要求形勢嚴峻，稀土的冶煉分離過程中產(chǎn)生的“三廢”問題日益嚴重，其中尤以廢水產(chǎn)生的環(huán)境問題為甚。稀土濕法冶煉產(chǎn)生的廢水具有水質(zhì)復雜、污染物種類多、廢水量大等特點，處理不好會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。基于此，本文主要對稀土冶煉分離生產(chǎn)中的廢水治理進行分析探討。

關(guān)鍵詞：稀土冶煉分離生產(chǎn)；廢水；治理

由于國家對環(huán)境要求日益嚴峻，稀土冶煉分離工藝產(chǎn)生大量廢水所造成的環(huán)境問題成為稀土行業(yè)發(fā)展的制約因素，為保護生態(tài)環(huán)境，同時回收廢水中有價值資源，必須研究無害化污染控制與資源化處理，最終實現(xiàn)資源的全回收，徹底解決稀土行業(yè)存在的污染問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的全面提升。

一、稀土冶煉分離過程中產(chǎn)生的廢水狀況

（一）有害廢水的來源

在稀土精礦冶煉分離過程中，由于使用不同的稀土原料和化工材料，并且不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用不同的生產(chǎn)工藝，因此產(chǎn)生的廢水也多種多樣。

（二）有害廢水的種類

稀土精礦冶煉分離過程中主要產(chǎn)生以下三類廢水：其一是生產(chǎn)中所用原料帶來的有害物質(zhì)，稀土精礦高溫焙燒過程中，氟和二氧化硫通過噴淋吸收形成含氟、硫的酸性廢水；其二是稀土水浸液經(jīng)皂化P507轉(zhuǎn)型萃取產(chǎn)生硫酸鎂廢水；其三是在制備稀土化合物過程中產(chǎn)生氯化銨、硫酸銨等廢水。上述3種來源的有害廢水水質(zhì)均超過國家標準，生產(chǎn)過程中為了節(jié)能降耗、節(jié)省資源，廢水要達到零排放標準。

二、廢水處理方法

稀土冶煉分離工藝產(chǎn)生的廢水主要采用的是物理法和化學法處理。物理法是將廢水使用物理作用在不改變各組分化學性質(zhì)的前提下對其有效分離后再分別利用?；瘜W法是將化學試劑加入至廢水中，通過調(diào)節(jié)廢水的酸、堿度或?qū)⒁恍┙M分形成沉淀使某些成分發(fā)生化學反應(yīng)后分離以得到副產(chǎn)品的形式回收再利用。對以上提到的幾類特征廢水可采用如下處理方法。

（一）稀土精礦高溫焙燒產(chǎn)生的酸性廢水

稀土精礦在高溫焙燒過程中會產(chǎn)生噴淋酸性廢水，該廢水是含有大量氫氟酸、氟硅酸、硫酸等的混合廢酸。按照以往的方法，用堿性物質(zhì)（如熟石灰）將廢水中的酸性物質(zhì)中和，同時將廢水中的有害物質(zhì)生成沉淀物及鹽類去除，再進行深度除氟及水澄清處理。該法處理工藝簡單易行，但消耗石灰量大，產(chǎn)生的大量廢渣還需進行妥善處理，不適用于大型連續(xù)化生產(chǎn)企業(yè)。

根據(jù)酸性廢水的結(jié)構(gòu)并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗，回收酸性廢水中的硫酸及氟化物是最經(jīng)濟環(huán)保的方法。通過對焙燒煙氣強化冷卻，并用廢酸循環(huán)噴淋洗滌使廢酸中的硫酸、氟含量富集到可回收的濃度，此處廢酸即為水噴淋洗滌焙燒煙氣后的酸性廢水，再通過蒸發(fā)濃縮將硫酸和氫氟酸分離，氫氟酸制備其它氟鹽產(chǎn)品，硫酸可回用至稀土精礦焙燒工序。此方法無二次污染，可節(jié)約大量的水（大部分可回用），減少水處理負荷，并將廢水中的有害物質(zhì)回收并得到循環(huán)利用，可創(chuàng)造經(jīng)濟效益。

（二）硫酸鎂廢水的處理方法

稀土水浸液P507萃取轉(zhuǎn)型過程使用氧化鎂皂化產(chǎn)生硫酸鎂廢水。針對硫酸鎂廢水的處理，可采用以下方法。

1.蒸發(fā)濃縮法

蒸發(fā)濃縮法是通過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，從廢水中提取硫酸鎂的方法，此方法工藝簡單、流程短，蒸發(fā)后的冷卻水可完全回用，產(chǎn)出的硫酸鎂固體可經(jīng)過煅燒生成氧化鎂和二氧化硫氣體，氧化鎂可回用至P507皂化工序，二氧化硫可富集提純制硫酸，該法大大減少環(huán)境污染物的產(chǎn)生，并可降低企業(yè)生產(chǎn)成本投入，經(jīng)濟效益較高。

2.中和法

中和法即在硫酸鎂廢水中加入石灰乳進行中和，然后經(jīng)過多次過濾、渣洗后得到清液并回用于生產(chǎn)，產(chǎn)生含氫氧化鎂和硫酸鈣廢渣需考慮二次處理。該方法產(chǎn)出的回用水中非稀土雜質(zhì)含量較高，對于水質(zhì)要求極高的工段不適合。采用石灰乳中和硫酸鎂廢水可減少企業(yè)生產(chǎn)成本，達到廢水零排放目的。

3.中和轉(zhuǎn)化法

該方法主要應(yīng)用于濃海水制取氫氧化鎂，即使用石灰乳與濃海水反映制取氫氧化鎂，提鎂后的反映母液再與濃海水混合生成二水硫酸鈣結(jié)晶析出。根據(jù)濃海水提鎂的工藝方法，使用石灰乳中和轉(zhuǎn)化硫酸鎂廢水，逐級分步沉淀氫氧化鎂和硫酸鈣晶體，從而制備其他產(chǎn)品，為企業(yè)增加經(jīng)濟效益。但該方法很難保證產(chǎn)品純度，而且硫酸鈣顆粒細小很難沉淀分離[1]。

（三）硫酸銨、氯化銨廢水

碳酸氫銨具有價格低、產(chǎn)量大等特點，在稀土工業(yè)中被作為沉淀劑制備稀土碳酸鹽，該生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量如氯化銨、硫酸銨等廢水，是稀土濕法冶金過程中產(chǎn)生的主要廢水之一，直接排放會污染環(huán)境使水體富營養(yǎng)化，可采用以下方法治理。

1.電滲析-蒸發(fā)濃縮法

電滲析普遍采用膜處理技術(shù)，隨著新型膜材料和膜應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展被廣泛應(yīng)用。有實驗證明選擇合適的銨離子選擇性透過膜，從而控制銨濃度，處理后水可完全回用，銨鹽水經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶回收銨鹽，該方法是對直接蒸發(fā)濃縮回收銨鹽的一種改進，但鈣、鎂雜質(zhì)過高的稀土生產(chǎn)硫銨廢水會引起膜堵塞，且電滲析設(shè)備一次性投資較高。

2.吹脫提氨法

吹脫法是利用廢水中所含的氨氮等揮發(fā)性組分的實際濃度與確定條件下平衡濃度之間存在的差異，在堿性條件下使用氣體進行氨氮吹脫[2]。此法將廢水中氨氮轉(zhuǎn)化成氨水（18～20%氨水）可用于稀土分離工序，但廢水處理后仍有一定堿性，結(jié)合稀土生產(chǎn)工藝，可將此部分排水用于生產(chǎn)稀土碳酸鹽，或與殘余酸性廢水進行中和處理，澄清水可用于焙燒煙氣凈化或稀土水浸等工藝從而實現(xiàn)循環(huán)再利用，達到了廢水綜合治理的目的。

三、結(jié)語

目前，稀土冶煉分離產(chǎn)生的有害廢水治理取得了顯著成效，通過對各環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢水分類處理，從源頭和末端進行分別治理，實現(xiàn)稀土冶煉分離廢水的綜合治理，走清潔生產(chǎn)工藝路線，實現(xiàn)資源循環(huán)再利用。但稀土生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)仍有部分廢水處理方法沿用傳統(tǒng)工藝，設(shè)備也不十分先進。因此，加強污水處理技術(shù)的開發(fā)和研究，提高污水處理工藝和設(shè)備水平是當務(wù)之急，以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益，進一步促進中國稀土工業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]韓利華，芮玉蘭，梁英華，等.苦鹵提鎂制備氫氧化鎂工業(yè)中的問題與對策[J].無機鹽工業(yè)，2006，38（1）：32-34.

[2]奧斯曼.吐爾地等.吹脫法處理氨氮廢水的研究和應(yīng)用進展[J].石油化工，2014，43（11）：1348-1353.