申請(qǐng)日2014.01.28

　　公開(kāi)(公告)日2014.04.30

　　IPC分類號(hào)C02F101/20; C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，利用功能納米材料為吸附劑，通過(guò)化學(xué)吸附作用，深度處理稀土工業(yè)廢水中的氯、鈉、鈣及重金屬等離子;功能納米材料指帶有功能基團(tuán)(如硫酸基、硫基、胺基、羧酸基、磷酸基等)的納米材料，納米材料顆粒大小在0.5-3微米之間。本發(fā)明可深度處理高氯、高氯、高鈉、高鈣重金屬?gòu)U水，使得處理后的稀土工藝廢水中重金屬含量≤0.01mg/L，達(dá)到《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中2014年標(biāo)準(zhǔn)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，其特征在于：利用功能納米材料為吸附劑，通過(guò)化學(xué)吸附作用，深度處理稀土工業(yè)廢水中的氯離子、鈉離子、鈣離子及重金屬離子;

　　功能納米材料指帶有功能基團(tuán)的納米材料，納米材料顆粒大小在0.5-3微米之間。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，其特征在于：功能納米材料是由Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+和Al3+中兩種或兩種以上的陽(yáng)離子，通過(guò)與SO42-、S2-、P043-、OH-、HP042-、HCO3-、CO32-和COO-中兩種或兩種以上的陰離子，通過(guò)共沉淀化學(xué)方法舉行合成并陳化，并在助凝劑的條件下絮凝沉淀得到，最后通過(guò)抽濾、真空晾干得到功能納米材料粉末。

　　3.如權(quán)利要求1所述的一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，其特征在于：共沉淀化學(xué)方法舉行合成的條件是：pH值4-8，溫度為30-80攝氏度，攪拌速度控制在80-200轉(zhuǎn)/分鐘。

　　4.如權(quán)利要求1所述的一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，其特征在于：助凝劑為聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚丙烯酸鈉、淀粉、硫酸亞鐵和三氯化鐵中的一種或兩種。

　　5.如權(quán)利要求1所述的一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，其特征在于：稀土工業(yè)廢水先輸送到中和反應(yīng)槽，中和反應(yīng)槽中加入石灰和PAM，中和反應(yīng)后，反應(yīng)液過(guò)濾，得到泥渣和濾液，濾液中加入功能納米材料，化學(xué)吸附后，再過(guò)濾，濾液直接外排。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法。

　　背景技術(shù)

　　稀土主要是指化學(xué)元素周期表中鑭系元素——鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的元素釔(Y)共15種元素，稱為稀土元素。

　　稀土生產(chǎn)分離工藝流程為：混合稀土原礦在酸溶槽中加水和鹽酸進(jìn)行攪拌溶解，溶液過(guò)濾后得到濾液和濾渣。濾液直接泵入萃取槽，在萃取分離體系中進(jìn)行輕、中、重稀土元素的分組和分離，得到單一稀土料液，再用草酸或碳酸氫鈉或碳酸鈉沉淀單一稀土，沉淀后的稀土鹽類經(jīng)過(guò)洗滌、過(guò)濾、灼燒后，得到單一稀土氧化物產(chǎn)品。

　　根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，由于南方離子型稀土礦中含有微量的重金屬元素鉛等，在酸溶的過(guò)程中，重金屬離子形成溶液進(jìn)入萃取分離體系。因此，在稀土分離生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量含高氯、高鈉、高鈣、重金屬離子等離子的含乳化油或浮油的廢水。

　　生產(chǎn)廢水具體情況如下表：

　　國(guó)家環(huán)境保護(hù)部于2011年頒布了《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB26451-2011)，規(guī)定了稀土工業(yè)企業(yè)水污染物排放限值，對(duì)稀土生產(chǎn)分離廢水處理提出了嚴(yán)格要求，具體要求如下：

　　根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 26451-2011)《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中4.1.1要求： 自 2012 年 1 月 1 日起至 2013 年 12 月 31 日止，現(xiàn)有企業(yè)執(zhí)行表1規(guī)定的水污染物排放限值。

　　表1 現(xiàn)有企業(yè)水污染物排放濃度限值及單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量

　　單位：mg/L(pH除外)

　　根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 26451-2011)《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中4.1.2要求：自 2014 年 1 月 1 日起，新建企業(yè)執(zhí)行表 2 規(guī)定的水污染物排放限值。

　　表2 新建企業(yè)水污染物排放濃度限值及單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量

　　單位：mg/L(pH除外)

　　因此，尋找適宜的稀土生產(chǎn)廢水處理技術(shù)及處理工藝流程，有效處理稀土生產(chǎn)廢水，具有重要的意義。

　　根據(jù)文獻(xiàn)及相關(guān)專利，目前處理廢水中的重金屬，主要采用以下幾種方式：

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，以實(shí)現(xiàn)深度處理高氯、高氯、高鈉、高鈣重金屬?gòu)U水。

　　為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

　　一種稀土工業(yè)廢水除重金屬的方法，利用功能納米材料為吸附劑，通過(guò)化學(xué)吸附作用，深度處理稀土工業(yè)廢水中的氯、鈉、鈣及重金屬等離子;

　　功能納米材料指帶有特定功能基團(tuán)(如硫酸基、硫基、胺基、羧酸基、磷酸基等)的納米材料，納米材料顆粒大小在0.5-3微米之間。

　　所述功能納米材料是由Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+和Al3+中兩種或兩種以上的陽(yáng)離子，通過(guò)與SO42-、S2-、P043-、OH-、HP042-、HCO3-、CO32-和COO-中兩種或兩種以上的陰離子，通過(guò)共沉淀化學(xué)方法舉行合成并陳化，并在助凝劑的條件下絮凝沉淀得到，最后通過(guò)抽濾、真空晾干得到功能納米材料粉末。

　　所述共沉淀化學(xué)方法舉行合成的條件是：pH值4-8，溫度為30-80攝氏度，攪拌速度控制在80-200轉(zhuǎn)/分鐘。

　　所述助凝劑為聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚丙烯酸鈉、淀粉、硫酸亞鐵和三氯化鐵中的一種或兩種。

　　所述稀土工業(yè)廢水先輸送到中和反應(yīng)槽，中和反應(yīng)槽中加入石灰和PAM(聚丙烯酰胺)，中和反應(yīng)后，反應(yīng)液過(guò)濾，得到泥渣和濾液，濾液中加入功能納米材料，化學(xué)吸附后，再過(guò)濾，濾液直接外排。

　　采用上述方案后，本發(fā)明利用功能納米材料為原料，深度處理高氯、高氯、高鈉、高鈣重金屬?gòu)U水，使得處理后的稀土工藝廢水中重金屬含量≤0.01mg/L，達(dá)到《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中2014年標(biāo)準(zhǔn)。