專利名稱：一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法
技術領域：
本發明涉及一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法。
背景技術：
20世紀80年代中期以來，我國稀土工業發展十分迅速，并取得了巨大的成就。但稀土冶煉屬于濕法冶煉，廢水量比較大，并且廢水具有污染嚴重和治理困難等特點，稀土冶煉將會帶來較大的環境問題。草酸稀土沉淀廢水產生于氯化稀土向草酸稀土轉化的過程中，化學反應式如下:2REC13+ 3 H2C2O4 = RE2 (C2O4 ) 3+ 6HC1，產生的沉淀廢水主要是鹽酸和草酸的混合溶液及微量的草酸稀土和雜質等。目前國內處理此廢水主要采用石灰中和法，此法雖然操作簡單、費用低廉，但作業環境惡劣，渣量大并且難處理，水中的酸沒有得到回收，浪費了資源。近年來許多稀土廠采用多種方法治理該種廢水都沒有達到滿意的效果。因此，草酸稀土沉淀廢水的治理是稀土工業亟待解決的問題之一。為了回收草酸稀土沉淀廢水中的草酸與鹽酸，目前主要有兩種處理 方法:蒸發法和萃取法。蒸發法利用據草酸的特性和鹽酸中氯化氫與水共沸的原理，對草酸稀土沉淀廢水蒸發，將鹽酸與水蒸發，隨著蒸發草酸在蒸發母液中結晶析出，該方法能耗高，鹽酸在較高的溫度下腐蝕性很強。萃取法有萃取草酸法和萃取鹽酸法，其中萃取草酸法，將廢水中的草酸萃取出來，廢水重復利用，萃取劑萃取草酸后再將草酸反萃下來，該工藝雖然能回收利用草酸和鹽酸，但草酸萃取不徹底，而且廢水體積增加；萃取鹽酸法也存在同樣的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，該法利用陽極室發生氧化反應，氧化分解廢水中的草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發明所述的陰極液為酸性溶液，其為含鹽酸的溶液，該料液的H+濃度為
0.00ri0mol/L,陽極液為草酸稀土沉淀廢水，其中草酸根的濃度為0.5^30g/L, H+濃度為
0.5 3mol/L，稀土離子濃度為l(T200mg/L ;本發明的從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法如下:以鈦基涂釕和銥金屬板或網為陽極，金屬鈦板或網為陰極，陽極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開，所述酸性溶液為陰極液，所述草酸稀土沉淀廢水為陽極液，電流密度為2(T600A/m2，陽極室發生氧化反應，氧化分解草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發明中主要化學反應如下:
陰極反應:2H+ + e — H2個
陽極反應:2C1 + e — Cl2個 陽極室可能發生的反應:C12 + H2O — HClO + HCl
HClO + H2C2O4 — 2C02 + HCl + H2O 或者:C12 + H2C2O4 — 2HC1 + 2C02本發明從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，采用陽極氧化放出氯氣氧化分解草酸稀土沉淀廢水中的草酸根，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。本發明的方法可以循環利用廢水中的水資源和酸資源，并回收利用稀土，無新的廢水、廢渣排放。
具體實施方式
實施例1
長方形隔膜電解槽由一個陽極室和一個陰極室組成，中間用型號Nafion陽離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽極液為草酸銪沉淀廢水，該溶液的銪離子濃度為45mg/L，H+濃度為0.89mol/L, C2042_的濃度為3g/L ;陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.9mol/L,電流密度為25A/m2，陽極液、陰極液分別循環，電解15小時后陽極室銪離子濃度為42mg/L，H+濃度為0.59mol/L，C2042—的濃度為0.03g/L，草酸根分解率為99%,酸回收率達66%,箱尚子回收率達93%。實施例2
同時實施例1，其中陽極液為草酸鋱沉淀廢水，該溶液的鋱離子濃度為75mg/L，H+濃度為0.95mol/L，C2042_的濃度為15g/L，陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.0015mol/L,電流密度為125A/m2，陽極液、陰極液分別循環，電解8小時后陽極室鋱離子濃度為72mg/L，H+濃度為0.62mol/L, C2O42-的濃度為0.01g/L,草酸根分解率高于99%，酸回收率達65%，鋱離子回收率達96%。實施例3
長方形隔膜電解槽由二個陽極室和一個陰極室組成，陽極室和陰極室中間用型號Nafion陽離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬網，陰極采用金屬鈦網，陽極液為草酸鋱沉淀廢水，該溶液的鋱離子濃度為7511^/1，礦濃度為0.51mol/L，C2042_的濃度為0.6g/L ;陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為5.0mol/L,電流密度為21A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環，電解8小時后陽極室鋱離子濃度為74mg/L，H+濃度為0.40mol/L, C2042_的濃度為
0.009g/L，草酸根分解率高于99%，酸回收率達78%，鋱離子回收率達98%。實施例4
長方形隔膜電解槽由一個陽極室和二個陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號Nafion離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板；陽極液為為草酸釔沉淀廢水，該溶液的釔離子濃度為19511^/1，礦濃度為2.9mol/L，C2042_的濃度為29g/L，陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.5mol/L ;電流密度為575A/m2，陽極液、陰極液分別循環，電解9小時后陽極室釔離子濃度為165mg/L，H+濃度為2.12mol/L, C2 042_的濃度為
0.04g/L，草酸根分解率高于99%，酸回收率達73%，釔離子回收率達85%。實施例5
長方形隔膜電解槽由一個陽極室和二個陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號Nafion離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽極液為為草酸釹沉淀廢水，該溶液的釹離子濃度為110mg/L，H+濃度為2.0mol/L, C2042_的濃度為20g/L ;陰極液為濃鹽酸溶液，其中H+濃度為9mol/L，電流密度為300A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環，電解9小時后陽極室釹離子濃度為101mg/L，H+濃度為1.69mol/L, C2042_的濃度為
0.03g/L ;草酸根分解率高于99%，酸回收率達84%，釹離子回收率達92%。
實施例6
長方形隔膜電解槽由一個陽極室和二個陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號Nafion離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板，陽極液為為草酸鏑沉淀廢水，該溶液的鏑離子濃度為105mg/L，H+濃度為1.9mol/L, C2042_的濃度為15g/L,陰極液為稀鹽酸溶液，其中H+濃度為0.75mol/L,電流密度為160A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環，電解15小時后陽極室鏑離子濃度為101mg/L，H+濃度為1.llmol/L，C2042_的濃度為
0.035g/L,草酸根分解率聞于99%,酸`回收率達58%,鏑尚子回收率達96%。
權利要求
1.一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，所述草酸稀土沉淀廢水的草酸根濃度為0.5 30g/L，H+濃度為0.5 3mol/L，稀土離子濃度為10 200mg/L ;其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網為陽極，金屬鈦板或網為陰極，陽極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開，酸性溶液為陰極液，草酸稀土沉淀廢水為陽極液，電流密度為2(T600A/m2，陽極室發生氧化反應，氧化分解草酸離子，回收利用廢水中的鹽酸和稀土。
2.根據權利要求1所述的從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，其特征是所述酸性溶液為含鹽酸的溶液，該溶液的H+濃度為0.0Of lOmol/L。
全文摘要
一種從草酸稀土沉淀廢水中回收鹽酸和稀土的方法，其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網為陽極，金屬鈦板或網為陰極，陽極室和陰極室之間采用離子交換膜隔開，陰極液為酸性溶液，陽極液為草酸稀土沉淀廢水，電流密度為20~600A/m2，陽極室發生氧化反應，析出氯氣，同時氧化分解廢水中的草酸離子，回收利用廢水中的酸和稀土。本發明的方法可以循環利用廢水中的水資源和酸資源，并回收利用稀土，無新的廢水、廢渣排放。
文檔編號C22B7/00GK103205575SQ201310068459
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者劉志強, 邱顯揚, 朱薇, 郭秋松 申請人:廣州有色金屬研究院