稀土是一種非常重要的資源,素有“工業(yè)味精”的美譽。中國無論已探明的稀土儲量還是產(chǎn)量均位列世界首位,稀土產(chǎn)品目前在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。
稀土行業(yè)大部分產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,都會產(chǎn)生大量的含鹽廢水。環(huán)保形式如此嚴峻的當(dāng)下,稀土行業(yè)的各企業(yè)不得不考慮廢水處理系統(tǒng)的配套。
今天聊聊膜技術(shù)在稀土行業(yè)廢水處理系統(tǒng)的應(yīng)用。
1-稀土行業(yè)--基本背景
稀土其實只是有色金屬的一個子門類,一定程度上,它屬于一個小眾行業(yè)。稀土一共包括17種金屬類化學(xué)元素(鑭系15個+鈧、釔),按礦物特點分,又分為輕稀土、重稀土,具體如下:
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( 粗線黑框內(nèi)元素為稀土元素,五角星標(biāo)記元素為輕稀土,其余為重稀土)
2011年,國家開始逐步對稀土行業(yè)進行調(diào)控、資源整合。通過約5年的時間,基本完成了對稀土行業(yè)的重新洗牌,形成了新的市場格局-6大稀土集團( 國內(nèi)各稀土企業(yè)均屬于6大稀土集團旗下)。相關(guān)信息如下:
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(6大稀土集團資源整合數(shù)據(jù)表)
其實并非北方的稀土公司完全屬于北方稀土集團,它也可能屬于南方稀土集團、廣東稀土集團等。國內(nèi)企業(yè)因為只有加入6大集團才能生存下來,而6大集團完全具有自主選擇權(quán)。北方稀土公司多以輕稀土為主,南方公司多以重稀土為主。
目前各稀土企業(yè)只能通過6大稀土集團平臺,才具有資格開采稀土或采購稀土原材料。國家對于稀土行業(yè)的管理方針為資源計劃管理,國內(nèi)稀土資源計劃性開采。每年國家稀土產(chǎn)能依次由中央分配到各集團,然后由各集團分配到下屬公司。
19年國內(nèi)稀土行業(yè)行情較差,稀土規(guī)劃產(chǎn)能約12-15萬噸,國內(nèi)自主開采的稀土礦價格高,而稀土產(chǎn)品價格低,企業(yè)生存壓力大,所以目前國家的方向其實是鼓勵各集團公司下屬企業(yè)采購進口稀土礦(以輕稀土為主,價格低)。
2-稀土行業(yè)--工藝廢水來源
稀土行業(yè)主要為氯化稀土、碳酸稀土、硝酸稀土等產(chǎn)品。行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于典型的化工單元過程及操作,主要以濕法冶煉分離工藝為主,其中幾個主要的工藝過程會伴隨著大量的工業(yè)廢水產(chǎn)生。
通過對稀土系統(tǒng)的分析,主要含以下幾股主要的工藝廢水:
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( 稀土行業(yè)工藝廢水類別 )
結(jié)合目前市場的數(shù)據(jù),稀土行業(yè)廢水占比最大的主要為硫酸銨廢水、氯化銨廢水,其中氯化銨的廢水來源:
1. 稀土分離有機相皂化:如果是用銨皂化,則是NH4Cl廢水;如果是石灰皂化,則是CaCl2廢水;
2. 碳沉分離:多用于北方輕稀土類產(chǎn)品工廠,用NH4HCO3沉淀,得到的是氯化銨廢水;而南方大部分重稀土則采用草酸沉土,得到的是鹽酸廢液。
而硫酸銨廢水則主要源于以下工藝(混合碳酸稀土制備):
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( 混合碳酸稀土大致制備工藝流程圖 )
3-稀土行業(yè)--廢水膜處理技術(shù)
針對于稀土行業(yè)氯化銨、硫酸銨廢水處理( 其他幾股廢水+訂閱公眾號),在上述兩類銨鹽系統(tǒng)中,主要推薦以下幾項膜處理技術(shù):
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( 膜技術(shù)功能特點介紹 )
針對于硫酸銨廢水,主要含硫酸銨、SS、氨氮、碳酸氫根、稀土、F-等雜質(zhì),工藝方向為零液體排放、鹽資源化制備酸堿。
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( 稀土行業(yè)-硫酸銨廢水處理膜工藝選擇 )
在上述基礎(chǔ)上,完全可以考慮用雙極膜電滲析技術(shù)(技術(shù)介紹點這里)替代蒸發(fā)工藝,將高濃度硫酸銨廢水直接轉(zhuǎn)化為硫酸和氨水,實現(xiàn)資源化,酸堿可以回用于冶煉分離工藝段。
針對于氯化銨廢水,皂化工藝段廢水主要含:氯化銨、P507、氨氮、稀土等雜質(zhì),常規(guī)這股水鹽含量非常高,最高可達140-180g/L。
針對于氯化銨廢水,碳沉工藝段廢水主要含:氯化銨、SS、少量油、碳酸氫根、稀土等雜質(zhì),常規(guī)這股水鹽含量非常低,一般為1-18g/L。
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( 稀土行業(yè)-氯化銨廢水處理膜工藝選擇 )
目前膜技術(shù)在稀土行業(yè)廢水處理的應(yīng)用越來越普及,從最早的反滲透膜純水系統(tǒng),到目前超高壓反滲透膜、濃縮型電滲析、雙極膜電滲析等廢水濃縮減排、鹽制酸堿系統(tǒng)。上述膜技術(shù)也完全能解決工藝廢水問題,確保企業(yè)正常生產(chǎn)、運營。
4-稀土行業(yè)--展望
稀土行業(yè),為了盡量平衡經(jīng)濟與環(huán)境之間的關(guān)系,中央層面在供給端頻頻打出重拳,組建6大集團、收儲、打擊稀土盜采、環(huán)保督察,以及在系統(tǒng)內(nèi)建立專票制度。這些措施在大方向上對于稀土行業(yè)的健康發(fā)展、供給側(cè)改革等均奠定了非常好的基礎(chǔ)。
隨著我國稀土冶煉分離技術(shù)的提升,國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起,稀土類產(chǎn)品的需求也將大幅度上升。與此同時,稀土行業(yè)的環(huán)保問題依然需要滿足國家要求,膜處理技術(shù)應(yīng)用也將越來越普及。