2、稀土元素之間的分離
目前采用四種萃取體系:
(1)P204萃取分組分離輕稀土元素
(2)P507萃取分組分離稀土元素
(3)環(huán)烷酸萃取分離釔元素
(4)C272萃取分離銩鐿镥元素
(二)四大生產(chǎn)工藝過(guò)程
1、精礦分解——氯化稀土溶液制備過(guò)程
這一過(guò)程將除去絕大部分非稀土元素
我國(guó)四種稀土資源:包頭混合稀土礦;南方離子型稀土礦;氟碳鈰鑭礦;獨(dú)居石和磷釔礦
(1)包頭混合稀土礦分解工藝:稀土收率 ≥85%
硫酸焙燒—水浸—萃取轉(zhuǎn)型法。
主要消耗資源:硫酸、重油(能源)、水、氧化鎂、鹽酸、電等;
注意氟鹽回收
(2)南方離子型稀土精礦分解工藝:稀土收率 ≥98%
鹽酸直接分解法
主要消耗資源:鹽酸、水等
(3)氟碳鈰鑭礦分解工藝:稀土收率 ≥90%
氧化焙燒—鹽酸優(yōu)溶分解法。
主要消耗資源:能源、鹽酸、燒堿、水、電等
注意氟鹽回收
(4)獨(dú)居石和磷釔礦分解工藝:稀土收率 ≥96%
堿分解—鹽酸優(yōu)溶分解法。
主要消耗資源:能源、燒堿、鹽酸、水、電等
回收磷酸三鈉、鈾釷產(chǎn)品
2、萃取分組分離過(guò)程(以南方離子資源為例的原則工藝)
整個(gè)過(guò)程將15個(gè)稀土元素分離成單一稀土鹽酸鹽溶液
(1)、P507萃取四分組:LaCePrNd、SmEuGd、TbDy、HoErTmYbLuY;
(2)、P507萃取分離La、Ce、Pr、Nd;
(3)、P507萃取分離Sm、Gd,富集Eu;
(4)、P507還原萃取分離Eu,富集Sm、Gd;
(5)、P507萃取分離Tb、Dy;
(6)、環(huán)烷酸萃取分離Y,富集Ho、Er、Tm、Yb、Lu;
(7)、P507萃取分組Ho、Er,富集Tm、Yb、Lu;
(8)、P507萃取分離Ho、Er;
(9)、C272萃取分離Tm、Yb、Lu;
(10)、N235萃取分離單一稀土溶液中Fe;
本工序消耗酸、堿,產(chǎn)生皂化廢水,可單循環(huán)使用;產(chǎn)生稀土皂濃鹽廢水,3~4.5摩爾,必須回收鹽份。
3、稀土沉淀過(guò)程
沉淀過(guò)程有稀土草酸鹽沉淀或稀土碳酸鹽沉淀
(1)稀土草酸鹽沉淀
草酸沉淀是酸性沉淀,稀土元素成草酸鹽沉淀,沉淀母液中酸度較高—2~3摩爾,回收鹽酸等;1molRE,需要1.5mol以上的草酸;酸性廢水處理難度比較大。
(2)稀土碳酸鹽沉淀
稀土碳酸鹽沉淀劑—碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種
碳酸鹽沉淀是中性沉淀,pH—5.5~6.5,沉淀母液中鹽份較高—2~3mol,必須回收鹽。
(3)比較
溶解度:草酸鹽>碳酸鹽;沉淀收率:碳酸鹽>草酸鹽;
產(chǎn)品質(zhì)量:草酸鹽優(yōu)于碳酸鹽;
4、稀土氧化物灼燒
(1)稀土草酸鹽灼燒
稀土草酸鹽灼燒機(jī)理是高溫氧化過(guò)程≥800℃
(2)稀土碳酸鹽灼燒
稀土碳酸鹽灼燒機(jī)理是高溫分解過(guò)程≥900℃
理論上能源消耗比較:碳酸鹽分解>草酸鹽氧化;
灼燒過(guò)程消耗的是能源:天然氣、煤—煤氣、電;
關(guān)鍵在于灼燒設(shè)備的熱效率以及工藝操作過(guò)程的熱利用率
摘自:《稀土分離冶煉過(guò)程資源消耗極限研究與預(yù)測(cè)》.韓建設(shè),楊清宇,葉祥.
]]>序號(hào) | 配方 | 維護(hù)要點(diǎn) | 備注 |
---|---|---|---|
1 | NaOH:5% | 1、 檢查pH值,當(dāng)pH值低于13,應(yīng)補(bǔ)加藥劑。每班前一次。 2、 檢查噴淋系統(tǒng)的噴嘴是否被堵塞。每周一次。 3、 更換藥液,并洗塔,每月一次。 |
藥劑配置難度較低。處理廢氣后的廢水應(yīng)排入廢水處理站的廢水收集池。 |
2 | NH3·H2O:8%~10% | 1、 檢查pH值,當(dāng)pH值低于12,應(yīng)補(bǔ)加藥劑。每班前一次。 2、 檢查噴淋系統(tǒng)的噴嘴是否被堵塞。每?jī)芍芤淮巍? 3、 更換藥液,并洗塔,每季度一次。 |
氨水有揮發(fā)性,配置時(shí),有較難聞的氣味,處理效果較好。 |
3 | (NH2)2CO:8%~10% pH:1~3 H2O2:2.5% |
1、觀察處理效果,當(dāng)處理效果不好時(shí),應(yīng)及時(shí)按配方要求補(bǔ)充(NH2) 2CO和H2O2。 2、檢查pH值,當(dāng)pH值高于3,應(yīng)補(bǔ)充酸。每周檢查一次。 3、檢查噴嘴是否被堵塞,每半月一次。更換藥劑并洗塔,每半年一次。 |
處理效果較好,成本較高,藥劑條件難以控制和掌握。 |
注:
1、除了以上提供的配方,業(yè)主也可以根據(jù)實(shí)際情況,綜合成本因素選擇合適的處理方案。
2、鑒于光伏行業(yè)硅料酸洗的廢氣特點(diǎn),無(wú)論選擇何種配方,應(yīng)嚴(yán)禁在藥液中添加含Ca2+、Mg2+等可能造成沉淀和結(jié)垢的物質(zhì)。
3、對(duì)于水泵和風(fēng)機(jī),應(yīng)該按照常規(guī)維護(hù)保養(yǎng)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,盡可能延長(zhǎng)使用壽命。
4、以上所述,是僅針對(duì)光伏行業(yè)硅料酸洗過(guò)程的廢氣處理所出現(xiàn)的問(wèn)題而提出的,對(duì)于廢氣處理的通用問(wèn)題,不再贅述。
]]>水解(酸化)-好氧處理系統(tǒng)中的水解(酸化)段的目的,對(duì)于城市污水是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物截留并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物;對(duì)于工業(yè)廢水處理,主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì),提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理。水解工藝的開(kāi)發(fā)過(guò)程是從低濃度城市污水開(kāi)始的,與高濃度廢水的厭氧消化中的水解、酸化過(guò)程是不同的。在連續(xù)厭氧過(guò)程中水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過(guò)程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段(產(chǎn)酸相)是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段分開(kāi),以便形成各自的最佳環(huán)境。因此,盡管水解(酸化)-好氧處理工藝中的水解(酸化)段、兩相法厭氧發(fā)酵工藝中的產(chǎn)酸相和混合厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸過(guò)程均產(chǎn)生有機(jī)酸,但是由于三者的處理目的的不同,各自的運(yùn)行環(huán)境和條件有著明顯的差異,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)氧化還原電位(Eh)不同
在混合厭氧消化系統(tǒng)中,由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一個(gè)反應(yīng)器中,整個(gè)反應(yīng)器的氧化還原電位(Eh)的控制必須首先滿足對(duì)Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌,一般為300mV以下,因此,系統(tǒng)中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下工作的。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在-300–100mV之間。水解(酸化)-好氧處理工藝中的水解(酸化)段為一典型的兼性過(guò)程,只要Eh控制在0mV左右,該過(guò)程即可孫里進(jìn)行。
(2)pH值不同
在厭氧消化系統(tǒng)中,消化液的pH值控制在甲烷菌生長(zhǎng)的最佳pH值范圍,一般為6.8-7.2。在兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.0-6.5之間,在酸化反應(yīng)器pH值降低時(shí),丙酸的相對(duì)含量增大,而丙酸對(duì)后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌將產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。對(duì)于水解(酸化)-好氧處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō),由于濃度低不存在酸的抑制問(wèn)題,因此,可以不控制pH值的范圍,一般pH在6.5-7.5之間。
(3)溫度不同
三種工藝對(duì)溫度的控制也不同,通常厭氧消化系統(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制,要么中溫消化(30-35℃),要么高溫消化(50-55℃)。而水解處理工藝對(duì)溫度無(wú)特殊要求,通常在常溫下運(yùn)行,也可獲得較為滿意的水解(酸化效果)。
由于反應(yīng)條件不同,三種工藝系統(tǒng)種優(yōu)勢(shì)菌群也不相同。在厭氧消化系統(tǒng)種,由于嚴(yán)格地控制在厭氧條件下,系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群為專(zhuān)性厭氧菌,因此完成水解(酸化)的微生物主要為厭氧微生物。水解(酸化)工藝控制在兼性條件下,系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌群也是厭氧微生物,但以兼性微生物為主,完成水解(酸化)過(guò)程的微生物相應(yīng)也主要為厭氧(兼性)菌。對(duì)于兩相厭氧消化系統(tǒng)中的產(chǎn)酸相,微生物的優(yōu)勢(shì)菌群隨控制的氧化還原電位不同而變化。當(dāng)控制的電位較低時(shí),完成水解、產(chǎn)酸的微生物主要為厭氧菌;當(dāng)控制的電位較高時(shí),則完成水解、產(chǎn)酸的微生物主要為兼性菌。
需要說(shuō)明的是,水解-好氧工藝中的水解(酸化)過(guò)程與好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝A段中發(fā)生的水解過(guò)程也是有較大區(qū)別的。這表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
首先是菌種不同,如上所述在水解工藝中的優(yōu)勢(shì)菌群是厭氧微生物,以兼性微生物為主,而在好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝A段中的優(yōu)勢(shì)菌是以好氧菌為主,僅僅部分兼性菌參加反應(yīng);
其次,在反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度不同,水解工藝采用的是升流式反應(yīng)器,其中污泥濃度可以達(dá)到15-25g/L,而好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝中從二沉池回流的污泥濃度一般最高為5g/L,并且以好氧菌為主。以上的差別造成了水解工藝是完全水解,而好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝中A段僅僅發(fā)生部分水解。
]]>根據(jù)以上情況來(lái)初步分析,可能是污水含氮有機(jī)物較多,反應(yīng)時(shí)間不夠,有機(jī)氮的氨化速率大于氨氮的硝化速率。此外,也可能是磷不夠,影響氨氮通過(guò)同化途徑去除的效果。
]]>
|
不溶物 |
可溶性無(wú)機(jī)物 |
可溶性有機(jī)物 |
微生物 |
物理法 |
1.過(guò)濾 |
1.電滲析,反滲透 |
1.萃取 |
微濾,超濾 |
2.自然沉淀 |
||||
3.自然上浮 |
2.離子交換 |
|||
4.超濾,納濾 |
2.活性炭吸附 |
|||
5.混凝沉淀 |
3.吸附 |
|||
6.混凝氣浮 |
||||
化學(xué)法 |
|
1.酸堿中和 |
1.焚燒 |
1.加臭氧 |
2.氧化還原 |
2.高級(jí)氧化 |
2.加氯氣 |
||
3.化學(xué)沉淀 |
3.曝氣 |
3.加二氧化氯 |
||
生物法 |
1.活性污泥法 |
1.生物硝化反硝化 |
1.好氧法 |
|
2.生物膜法 |
2.厭氧法 |
|||
2.生物硫化 |
3.污水灌溉 |