碳酸氢铵和氨水混合沉淀剂制备稀土正碳酸盐的产业化应用

广告位

成果介绍 在稀土湿法冶金领域,碳酸稀土一般作为转型或稀土新材料制备的前驱体。目前,工业化晶型碳酸稀土的生产主要以氯化稀土或硫酸稀土为原料,碳酸氢铵溶液作为沉淀剂,经3-10h反应后…

成果介绍

在稀土湿法冶金领域,碳酸稀土一般作为转型或稀土新材料制备的前驱体。目前,工业化晶型碳酸稀土的生产主要以氯化稀土或硫酸稀土为原料,碳酸氢铵溶液作为沉淀剂,经3-10h反应后,直接进行过滤洗涤,即可得到晶型碳酸稀土。前期,冶炼分公司采用碳酸氢铵作为沉淀剂制备稀土正碳酸盐,该工序产生的废水(包括碳酸镧铈、碳酸铈、碳酸镧和碳酸镨钕生产过程中的上清液)中氯化铵含量在85g/L左右,沉淀废水中氯化铵的量约占公司废水中氯化铵总量的50%,生产1吨稀土氧化物(2.2吨碳酸稀土)需要消耗碳酸氢铵1.51吨,产生12m³废水和0.41吨温室气体-二氧化碳。

上述工艺中存在的问题有:一是消耗的碳酸氢铵量大,致使配制沉淀剂工序的劳动强度较大,按日产80吨氧化物计,每天需要搬运121吨碳酸氢铵。二是由于碳酸氢铵溶解度较低,通常在加热状态下对碳酸氢铵固体进行溶解,溶解过程缓慢、产生的泡沫较大而且能耗高。三是通常将碳酸氢铵溶液配制到2.5mol/L左右,导致配制沉淀的用水量大,产生的沉淀废水较多,后续废水的处理成本较高。四是沉淀剂在输送过程中容易结晶,影响生产的顺行。五是在沉淀过程中有50%的碳元素以温室气体二氧化碳的形式排放到大气中,六是此工艺产出的氨氮无法回用。

随着环保政策的不断出台及对所排放废水中各种指标的严格管控,冶炼分公司进行了稀土生产“三废”综合治理技术改造。改造后,氯化铵废水的处理主要采用加碱蒸氨的工艺进行,产出冷凝水和氨水。其中冷凝水全部回用于生产线,60%的氨水回用于萃取生产线,剩余的氨水无法实现回用。

项目采取了专业技术人员与一线操作人员进行合作,共同组成项目攻关组,专业技术人员发挥技术特长优势,一线操作人员发挥在生产过程中积累的实践经验,从而能够保证项目的顺利实施。

项目成员经过一系列的小试、扩试后确定了具体实施方案,采用M碳酸氢铵:M氨水=6:4的混合沉淀剂代替原有工艺的纯碳酸氢铵溶液作为沉淀剂,制备正稀土碳酸盐,配制的混合沉淀剂浓度高于碳酸氢铵溶液浓度,降低了生产过程中的用水、排水及废水处理量,在沉淀生产稀土正碳酸盐时所生产的产品稀土总量≥45%,主要非稀土杂质CL-含量≤0.035%。其余各项指标也符合产品质量要求。

用碳酸氢铵+氨水配制了混合沉淀剂,生产了包括碳酸镧、碳酸铈、碳酸镧铈以及碳酸镨钕等稀土正碳酸盐,所制备的产品所有物化指标均符合产品质量要求。该技术已经在公司得到了推广应用,在低碳生产、节能减排、降本增效、氨循环等方面发挥了较大作用。

该项目的先进性经过认证属于“国际领先、国内一流”水平,该项目实施后解决了生产过程中沉淀剂溶解速度慢、溶解温度高、溶解过程中泡沫大易发生冒槽的现象,大幅度降低了能耗。避免了沉淀剂在输送过程中管道出现结晶现象,提高了设备运转率。生产过程中大幅度降低了用排水量和废水处理成本,实现了氨循环,减少了生产过程中二氧化碳的排放量,在创造经济效益的同时又创造了良好的社会效益。

本项目总计产生得费用为40万元,费用获得方式为自筹以及冶炼分公司提供,其中包括设备费15万元,材料费15万元,分析检测费用10万元。

目前冶炼分公司碳酸稀土生产线已全部使用此混合沉淀剂,混合沉淀剂的应用可产生经济效益2331.72万元/年,随着冶炼分公司产能的提升,碳酸稀土产量也随之增大,混合沉淀剂的应用正在持续的创造更大的价值。

本工艺已经成功在北方稀土冶炼分公司的碳酸稀土生产线上应用。鉴于北方稀土冶炼(华美)公司的氯化铵废水均采用蒸氨的方式进行治理,因此可进一步进行推广应用。项目的实施,大幅度降低了稀土湿法冶金过程中氨氮的引入量和二氧化碳的排放量,为实现清洁生产奠定了良好基础。

 

为您推荐