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稀土萃取新工艺-工序缩减5道/无放射性废渣/无氨氮废水
新闻作者:网站管理员 来自:悟空彩票 发布时间:2018-08-11 15:40:59 浏览:675

  稀土是当今世界各国改造传统产业、发展高新技术和国防技术不可或缺的战略资源。我国是稀有资源大国,如钨、钛、稀土、镓、铀、钼、铊、钒、锆、钽、铌、锂、铍等,不仅种类齐全,而且储量也十分丰富。

 

  目前中国的稀土产业占据了世界主导地位,但随着稀土产业规模的不断扩大,稀土资源回收利用过程中产生的三废污染问题日趋严重,急需开发高效实用的绿色采选冶工艺,解决三废对环境的污染问题,同时要进一步降低产品单耗和提高资源的综合利用率。

 

  一、稀土的资源分类及各类稀土冶炼分离主流工艺分析

 

  我国稀土工业开发利用的稀土矿物主要有3种:包头混合型稀土矿、四川氟碳铈矿、南方离子吸附型稀土矿。由于矿物种类、成分和结构不同,所采用的工艺也不一样。我国针对不同的稀土资源我国开发了一系列具有原创性的稀土冶炼分离技术:

 

  1、包头混合型稀土矿:浓硫酸分解-水浸-P204或碳氨转型-皂化P507-HCL体系萃取分离;

 

  该工艺连续易控制,适于大规模生产,运行成本低,稀土回收率高。但在包头矿冶炼分离过程中,每处理1吨包头稀土矿(REO计),产生约1吨渣,属于Ⅰ级低放废物,需建坝堆放;产生约60000m³的焙烧废气,其中含氟化物、SO2 和硫酸雾,一般采用三级碱液喷淋的方法吸收,所产生的废水呈酸性,采用石灰中和处理;共产生80—100m3 废水,含氨氮1.3吨左右。

 

  2、四川氟碳铈矿:氧化焙烧-盐酸浸提-碱转优溶-皂化P507-HCL体系萃取分离;

 

  该工艺的特点是投资小,铈产品生产成本较低,但存在工艺不连续,盐酸浸出过程中4价铈、钍、氟不溶解留在渣中,渣经过碱转化后,氟以氟化钠形式进入废水排放,钍、氟分散在渣和废水中难以回收,对环境造成污染,而且铈产品纯度仅 97%—98%,价值低。

 

  3、南方离子型稀土矿:硫酸铵浸出-碳氨沉淀-盐酸浸出-皂化P507、环烷酸体系萃取分离。

 

  该工艺由于萃取分离过程中有机相采用氨水或液碱皂化,萃取分离1吨稀土氧化物需消耗1吨左右的液氨,导致稀土分离成本高,并产生大量氨氮废水,而且氨氮回收处理成本高,处理不完全,对水资源造成严重污染。

 

  以上三种工艺年生产能力超过30万吨以上,占全球85%左右,其中90%以上采用溶剂萃取分离,产品纯度为2N-5N。

 

  二、浸萃一体化新工艺 引发离子型稀土矿提取“绿色革命”

 

  针对三种稀土工业面临的资源与环境问题,各研究机构和企业开发了一系列高效、清洁环保的冶炼分离工艺。北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司黄小卫教授带领团队系统开展了稀土绿色分离化学基础理论研究,提出了对离子型稀土矿用钙镁碱土金属代替碱金属或铵、非平衡离心萃取法代替沉淀法富集回收与分离提纯稀土等多种新思路,发明了离子型稀土矿高效绿色提取分离新技术,从源头消减氨氮、放射性核素污染,水及物料高效循环利用,是一种全新的清洁生产工艺技术。

稀土萃取新工艺流程图

图:离子型稀土矿浸萃一体化新工艺流程

  工序缩减5道

  不产生放射性废渣

  无氨氮废水排放

  稀土回收率提高8%以上

 

  三、浸萃一体化新工艺 工业示范生产线项目介绍

 

  2016年,浸萃一体化技术在中铝广西崇左稀土矿山建成了首条浸萃示范线,该项目由北京有色金属研究总院、悟空彩票等合作完成,实现了离子型稀土浸出液直接萃取富集的工业应用,解决了长期困扰离子型稀土矿企业的含放射性废渣污染问题。

稀土萃取项目-工序缩减5道/无放射性废渣/无氨氮废水

 

  该示范生产线项目中,要求萃取流比在20-50,但常规萃取设备体积庞大、生产效率低,无法实现大流比、高通量运行。郑州天一萃取针对稀土金属萃取工艺,推出的具有自主知识产品的专利(专利号为:ZL2014205865573)产品——新型离心萃取机,实现了大流比工业稀土矿萃取,萃取率>98.5%,获得了业内人士认可。

 

  该项目采用郑州天一萃取8台CWL650-M型离心萃取机(氟材料),后期运行稳定。郑州天一新型CWL-M系列离心萃取机还具有以下优势:

 

  1、设备外壳采用钢衬氟材料、转鼓采用氟材料制作,可耐强酸腐蚀;

  2、设备占地面积小,功耗低,在处理量为50m³/h的情况下,实际功耗仅为2.8kw;

  3、无底部轴承与机械密封,无渗漏风险,极大地降低了设备的维护成本及工人的劳动强度;

  4、自动化程度高,操作环境好;

  5、可实现连续化操作及间歇操作,萃取效率高。

 

  四、结语

 

  浸萃一体化新技术及CWL-M新型离心萃取机是离子型稀土矿生产工艺的一次重大变革,整体高于世界稀土金属选冶、分离技术水平。不仅从源头上解决了离子型稀土矿浸取富集、分离提纯过程中存在的资源回收利用率低、三废污染严重等技术难题,而且大大减少了设备的运行成本和人力输出成本,有力地推动了稀土绿色开发技术的进一步发展。