稀土冶炼废水

Posted 2023-01-14 草酸

篇首语：尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不明。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了稀土冶炼废水相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

稀土元素自1794年发现以来，由于在磁、光、电等诸方面表现独特的性质，各国都对此高度重视，并且投入了大量的人力、物力、财力进行稀土元素的开发和利用。我国的稀土资源优势明显，为稀土工业的发展提供了十分有利的条件。20世纪80年代中期以来，我国稀土工业发展十分迅速，并取得了巨大的成就。但稀土冶炼属于湿法冶炼，废水量比较大，并且稀土冶炼废水具有污染严重和治理困难等特点，稀土冶炼将会带来较大的环境问题。稀土草沉淀母液即稀土草沉废水产生于氯化稀土向氧化稀土转化的过程中。目前国内处理稀土冶炼废水主要采用石灰中和法，此法虽然操作简单、费用低廉，但劳动强度大、作业环境恶劣，渣量大并且难处理，水中的酸没有得到回收，浪费了资源。为了回收稀土草沉废母液中草酸与盐酸，一种途径就是把这两种酸分离再循环到生产中去，从而实现稀土草沉废母液的零排放。本文采用TOB-煤油萃取体系对稀土草沉废母液进行了萃取分离实验，探讨了各种因素对萃取分离过程的影响，分析了TOB萃取草酸的主要机理，可为该工艺治理草酸废水的实际应用提供理论依据。

1 研究方法

1.1 式样及试剂

试验中所使用的试剂主要有：TOB、TOC、TOD、草酸、氢氧化钠、高锰酸钾均为分析纯；煤油为工业纯；实验用水为一次蒸馏水。实际草酸沉淀稀土废水取自某稀土冶炼厂，其成分见表1.

1.2 研究方法

络合萃取试验在分液漏斗中进行，将所需的酸溶液移入60毫升分液漏斗中，再加入所需的萃取剂，放在恒温振荡器中振荡至所需时间，静止分相后酸的浓度由物料衡算求的。反萃取时，将反萃剂移入负载有机相。振荡至所需时间静止分相后取样分析。

2 结果与讨论

2.1 萃取剂的筛选

以草酸的分配比及草酸与盐酸的分离系数为衡量标准，进行了萃取剂筛选试验，其结果如表2所示。

由表2可见，TOC的分配比最大，但分离系数最小；TOD和TOB的分配比和分离系数都适中，但TOD的分相时间过长，综合考虑各因素选择TOB作为萃取剂更为合适。

2.2 温度对萃取过程的影响

温度是萃取过程不可忽略的重要因素，在不同的萃取温度下，相比为1：1条件下，12g/L草酸溶液和由50%TOB+45%煤油+5%2-乙基己醇组成的有机相进行了萃取平衡实验，其试验结果如图1所示。从图1中可以看出，随着温度的升高分配比下降，温度降低虽然分配比较大，但分相时间较长。因而萃取温度应为20℃-30℃较合适，将分配比的对数值对温度的倒数1/T作图，我们可得到如图2所示结果。

2.3 串级逆流萃取废母液级数的确定

首先根据实验数据绘出萃取等温线y=f(x),y表示有机相中草酸的浓度，x表示水相中草酸的浓度，其次根据已知被萃草酸在萃余液中的浓度和相比可绘出操作线，在此两直线之间作折线，结果如图3所示，萃取级数的局部放大图如图4所示。。

2.4 萃取草酸的机理研究

2.4.1 饱和法测定萃合物的组成

用饱和法研究萃合物的组成，是基于被萃物在有机相中达到最大限度的饱和值，以确定萃取剂与被萃物的分子数的比值，即为萃合物的组成。实验方法：将不同浓度的萃取剂与不同浓度的草酸溶液平衡数次（2-3次），使其达到平衡，分析有机相的组成，计算萃合比。在温度25℃，相比1：1条件下的实验研究结果如表4所示。

2.4.2 红外光谱分析
红外吸收光谱研究萃取机理目前使用比较广泛，不同的基团在红外光谱中有不同的频率，它不仅可以分析化合物的生成，而且可以确定键的性质，为了揭示草酸与有机相的作用机理，利用红外光谱测试研究了水溶液中和有机相中的草酸红外光谱图谱的变化规律。红外光谱测定结果如图5所示。