权利要求
1.一种
稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含盐废水注入沉淀池静置8h～24h，待水中不溶物自然沉淀，上清液送入下一步骤;
S2：将上清液放入液相反应器，然后缓慢滴加硫酸，进行硫酸钙结晶，硫酸加完后静置8h～24h，然后过滤脱除硫酸钙，对过滤脱除出来的硫酸钙滤渣进行烘干，获得高纯硫酸钙，除钙溶液进入下一步骤;
S3：除钙溶液进入一级电渗析系统，脱除部分氯离子获得稀盐酸，脱酸后的淡化液进入下一步骤;
S4：淡化液先过滤，然后进入二级电渗析系统，进一步脱除氯离子，含氯溶液返回一级电渗析系统中，除氯后溶液即为净化液。
2.根据权利要求1所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S1的废水中钙离子浓度为20g/L～30g/L，氯离子浓度为35g/L～70g/L，pH为8～12，全盐量为90g/L～125g/L。
3.根据权利要求1所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S2中硫酸添加量为Ca2+：SO42-质量比(0.35：1)～(0.45：1)(mg/L)。
4.根据权利要求3所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S2烘干获得的高纯硫酸钙纯度>98%。
5.根据权利要求1所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S2除钙溶液中Ca2+<6g/L，SO42-<15g/L。
6.根据权利要求1所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S3中的一级电渗析系统产生的稀盐酸浓度为1mol/L～3mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，其特征在于，步骤S4中的除氯后的净化液中盐酸含量<0.06%。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及稀土冶炼废水处理领域，尤其涉及一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺。
背景技术
[0002]稀土元素因其独特的物理化学性质，被广泛应用于新能源、
新材料、航空航天、电子信息等多个领域，被誉为“工业的维生素”。特别是离子
吸附型稀土矿，由于其稀土配分齐全、元素价值高，成为稀土工业的重要原料。然而，在稀土的冶炼过程中，会产生大量的含盐废水，这些废水含有高浓度的钙和氯离子，对环境和资源的可持续利用构成了严峻挑战。
[0003]目前，稀土冶炼废水的处理方法主要依赖于在高温环境下加入大量石灰，以形成碱性溶液环境，促使钙离子沉淀。然而，这种方法虽然能够去除废水中钙离子，但氯离子依然残留在水中，导致最终废水中钙和氯离子含量仍然极高，形成高碱度的含氯化钙废水。这种废水由于盐含量高，既不允许排放，也无法回用于冶炼工艺中，造成了资源的浪费和环境的负担。
[0004]为了解决这一问题，人们研究开发了机械蒸汽再压缩(MVR)技术，该技术通过节能蒸发的方式处理废水，将废水中的盐全部采用蒸馏结晶方式形成了固体混合物，但是这些固体废物不仅需要进行二次处理，而且难以资源化利用，增加了处理成本和环境风险。
[0005]基于上述技术问题，开发一种能够有效去除钙和氯的废水处理工艺，并实现资源化利用，有利于减少废水处理的成本，降低稀土冶炼对环境的影响，对于稀土冶炼行业来说具有重要的经济和环境意义。
发明内容
[0006]本申请实施例通过提供一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，解决了现有技术中稀土冶炼含盐废水处理成本高，难以资源化利用的问题，实现了稀土冶炼废水的资源化利用。
[0007]本申请实施例提供了一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，包括如下步骤：
S1、将含盐废水注入沉淀池静置8h～24h，待水中不溶物自然沉淀，上清液送入下一步骤;
S2：上清液进入液相反应器，按照一定酸液比缓慢滴加硫酸，进行硫酸钙结晶，加完后静置8h～24h，然后过滤脱除硫酸钙，对过滤脱除出来的硫酸钙进行烘干，获得高纯硫酸钙，除钙溶液进入下一步骤;
S3：除钙溶液先进入一级电渗析系统，脱除氯离子获得稀盐酸，脱酸后淡化液进入下一步骤;
S4：淡化液先过滤，然后进入二级电渗析系统，进一步脱除氯离子，含氯溶液返回一级电渗析系统中，除氯后溶液即为净化液，其含钙和氯离子浓度降低到了可直接回用或排放的标准。
[0008]作为本发明的一些实施例，步骤S1的废水中钙离子浓度为20g/L～30g/L，氯离子浓度为35g/L～70g/L，pH为8～12，全盐量为90g/L～125g/L。
[0009]作为本发明的一些实施例，步骤S2中硫酸添加量为Ca2+：SO42-质量比(0.35：1)～(0.45：1)(mg/L)。
[0010]作为本发明的一些实施例，步骤S2中获得的高纯硫酸钙纯度>98%，达到市售高纯产品。
[0011]作为本发明一些实施例的优选，步骤S2除钙溶液中Ca2+<6g/L，SO42-<15g/L。
[0012]作为本发明的一些实施例，步骤S3中的一级电渗析系统产生的稀盐酸浓度为1mol/L～3mol/L，可返回稀土冶炼的工艺中进行原料溶解。
[0013]作为本发明的一些实施例，步骤S4中的除氯后的净化液中盐酸含量<0.06%，为干净的净化水。
[0014]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明采用定向除钙耦合电渗析的创新方法，实现了钙离子和氯离子的高效定向回收，并成功生产出高纯度硫酸钙产品以及可用于稀土冶炼的稀盐酸。该工艺不仅解决了传统冶炼废水处理中存在处理困难、成本高昂、能耗大和资源化效果不佳等问题，还显著提升了资源利用效率。
[0015]2、本发明的工艺技术能够从废水中提取纯度超过98%的高纯硫酸钙，这一效果避免了传统废水处理回收硫酸钙过程中对天然石膏矿的依赖，大幅减少了对自然资源的开采，同时降低了能源消耗。
[0016]3、在稀土冶炼过程中，原料的溶解需要使用稀盐酸。而本发明工艺资源化回收的稀盐酸可以直接回用于原料的溶解过程，实现了盐酸的循环利用，从而显著减少了盐酸的采购量，降低了生产成本，并减少了盐酸运输过程中的风险。
[0017]4、本发明的工艺技术能够确保处理后的水质含盐量低于5g/L，净化液中的盐酸含量控制在0.06%以下，实现了废水的无害化处理和资源化利用，为环境保护和资源节约做出了贡献。
附图说明
[0018]为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明实施例中稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺流程图;
图2为本发明实施例中稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺物质变化流程图。
具体实施方式
[0020]本申请实施例公开了一种稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺，该工艺包括四个步骤，采用定向除钙耦合电渗析的创新方法，解决了稀土冶炼中含钙和氯废水的资源化利用难题，处理后水中钙离子浓度低于50mg/L，盐酸含量低于0.06%，产出总水量75%以上的可回用水、纯度98%以上的高纯硫酸钙和1mol/L～3mol/L的稀盐酸，实现了稀土冶炼废水的资源化利用。
[0021]为了更好的理解上述技术方案，下面以具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0022]实施例1：本实施例的流程如图1和图2所示，实施例所采用的稀土冶炼含盐废水取自南方某稀土冶炼厂(一)，含盐废水中钙离子浓度为30.06g/L，氯离子浓度为40.83g/L，pH为11.5，全盐量为102.31g/L。
[0023]采用本发明工艺方法处理过程如下：
S1、将上述含盐废水注入沉淀池静置12h，待水中不溶物自然沉淀，上清液送入下一步骤;
S2：上清液进入液相反应器，以Ca2+：SO42-摩尔比1：1含量缓慢滴加硫酸，进行硫酸钙结晶，硫酸加完后静置12h，然后过滤脱除硫酸钙，对过滤脱除出来的硫酸钙进行烘干，获得高纯硫酸钙的纯度98.41%，除钙溶液进入下一步骤;
S3：除钙溶液先进入一级电渗析系统，脱除氯离子获得3mol/L稀盐酸，脱酸后淡化液进入下一步骤;
S4：淡化液先过滤，然后进入二级电渗析系统，进一步脱除氯离子，含氯溶液返回一级电渗析系统中，除氯后溶液即为净化液，经过检测，该净化液中全盐量与含盐废水相比，降低了96.15%，达到排放标准，本实施例中，将其回用。
[0024]也即是，经本发明工艺处理后的稀土冶炼含盐废水达到排放标准，同时资源化利用获得纯度为99.78%的高纯硫酸钙以及浓度为3mol/L的稀盐酸。
[0025]实施例2：本实施例的流程如图1和图2所示，实施例所采用的稀土冶炼含盐废水取自南方某稀土冶炼厂(二)，含盐废水中钙离子浓度为26.30g/L，氯离子浓度为41.90g/L，pH为12.05，全盐量为96.9g/L。
[0026]S1、取2000mL上述含盐废水注入沉淀池静置24h，待水中不溶物自然沉淀，取1L上清液送入下一步骤;
S2：将上清液注入液相反应器，以Ca2+：SO42-摩尔比1：1含量缓慢滴加硫酸，进行硫酸钙结晶，硫酸加完后静置24h，然后过滤脱除硫酸钙，对过滤脱除出来的硫酸钙进行烘干，获得高纯硫酸钙的纯度99.78%，取700mL除钙溶液进入下一步骤;
S3：除钙溶液先进入一级电渗析系统脱除氯离子，30min后获得1.37mol/L稀盐酸，脱酸后淡化液进入下一步骤;
S4：淡化液先过滤，然后进入二级电渗析系统进一步脱除氯离子，含电渗析1h后，含氯溶液返回一级电渗析系统中，除氯后溶液即为净化液，经过检测，该净化液中钙离子浓度为42.3mg/L，盐酸含量为0.053%，全盐量850mg/L。
[0027]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0028]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
说明书附图(2)
声明：
“稀土冶炼含盐废水定向除钙收氯资源化工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江西理工大学
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