申请日2004.11.19
公开(公告)日2006.05.31
IPC分类号C02F9/04; C02F1/52; C02F1/58; C02F1/44; C02F1/40
摘要
本发明公开了一种采用膜技术对氯化铵废水进行零排放处理，并回收氨水的方法。它利用前萃取工艺排出的含氯化铵废水为对象，经过预处理，物理/化学净化，用二级或三级或多级反渗透装置进行膜分离处理，其浓缩液经进一步蒸发浓缩，而后蒸氨得到氨水回收回用，和氯化钙产物回收;其透过液分流回收回用。本发明处理工艺简单合理，设备造价低，节能，突出了回收回用效果，实现了氯化铵废水处理零排放。它适用于含氯化铵废水工业处理的多种不同场合。
权利要求书
1、一种稀土生产中氯化铵废水零排放的处理方法，其特征在于它包括以下的工艺步骤：
1)、预处理
将从萃取工艺后的工业废水输往原水箱进行常规的前净化处理：絮凝，沉降去杂，软化， 除油，并进行精滤，使预处理水达到水质污染指数SDI≤5;
2)、膜分离处理：
将上述符合要求的预处理水泵入反渗透装置(7、8、10)进行多级连续脱盐和浓缩，使 之氯化铵浓度达到5～8%w/w，排出的浓缩液返回原水箱(1)，透过液分流回用;
3)、在第一级反渗透装置的两段之间设有一个由能量回收装置(N)进行压力回收处理;
4)、将经过第二级反渗透装置(10)的浓缩处理的氯化铵溶液，用蒸发装置(15)作进一 步浓缩处理，使溶液中的氯化铵浓度≥10%w/w;
5)、再将上述增浓的氯化铵溶液用蒸氨装置(16)进行蒸氨处理，加入饱和的氢氧化钙溶 液，反应后得到氯化钙副产品，和浓度≥6mol/L的氨水，氨水回收回用。
2、按照权利要求1所述的稀土生产中氯化铵废水零排放的处理方法，其特征在于步骤 2所说的第一、二级级反渗透装置为二级或三级段复式结构，段间设有节能用的能量回收装 置N。
3、按照权利要求1所述的稀土生产中氯化铵废水零排放的处理方法，其特征在于步骤 2所说的第一、二级反渗透装置之后还设有一个用于提高水质的第三级反渗透装置(12)， 输入端由高压泵P接入，透过液分流回用。
说明书
一种稀土生产中氯化铵废水零排放的处理方法
技术领域
本发明涉及铵的卤化物，以及工业废水处理及其资源的回收回用。具体地说是一种 采用膜技术对氯化铵废水进行处理，回收氨水，并实现零排放的方法。
背景技术
目前，含氯化铵的废水的排放，在稀土工业以及离子交换法生产碳酸钾的生产过程 中大量存在着，其浓度自0.1-10%不等。众所周知，含氯化铵的废水直接排放，使宝贵 的水和氯化铵等化工原料白白流失，不仅造成了资源的严重浪费，也带来了严重污染， 对人类生态环境构成严重威胁。而且废水中氯化铵浓度波动大、水量大、成份复杂，现 有方法投入的处理成本较高。通常，离子交换法生产碳酸钾过程排出的废水中除含氯化 铵外，还含有钾、钠、硫酸盐、硅、铁、砂粒杂质。而稀土工业生产的氯化铵废水成分 还要复杂，除含氯化铵外，还含有硫酸盐，钙、镁离子，硅和少量乳化油有机物杂质。
申请号为99100015.3的中国专利申请文件中公开了一种“从含氯化铵的废液中回 收氯化铵的方法”，采用了多效、热泵、真空蒸发的工艺与设备。该工艺采用的方法是多 效真空蒸发析铵结晶。这类以固体氯化铵形式从含氯化铵的废水中回收氯化铵的方法， 在回收氯化铵去掉大量水分的相变过程中，能耗就大：而且回收的固体氯化铵杂质含量 高，利用价值低：用作化肥，长期使用会造成土壤盐碱化，用作化工原料，则因其纯度 差，经济效益低;再则氯化铵溶液腐蚀性强，在提高温度和浓度条件下，对设备材料的 要求很高，使得这些方法难以获得良好的应用前景。
发明内容
本发明旨在稀土生产中氯化铵回收的同时解决废水零排放，实现资源的回收回用问 题。
本发明具体实践了膜分离技术在稀土生产中对于氯化铵废水零排放的应用，它基于：
1、改变现有以固体氯化铵回收的方式，而采用对环境友好的膜分离技术，在常温、 不发生相变的条件下进行有效分离和浓缩，在氯化铵溶液浓缩到浓度≥5-7%，而又未达 到氯化铵结晶的浓度范围内，再用多级多效蒸发到氯化铵浓度10%，最终得到氨水，从 而使能耗大幅度降低，也减轻了氯化铵溶液对设备的腐蚀，降低了生产成本，提高了生 产效率。
2、回收与回用结合。利用蒸氨工艺直接回收到浓度为6mol/L以上纯度较高的氨水。 氨水不仅利用价值较高，又是稀土工业的重要化工原料，可以回用于本稀土生产工艺。 同时回收到的副产物是纯度较高的氯化钙，可用作建筑材料和电石原料、融雪剂。
3、本工艺流程通过透过液(水液)的回收回用，实现零排放。
本发明的稀土生产中氯化铵废水零排放的处理方法，其特征在于它包括以下的工艺 步骤：
1)、预处理
将从萃取工艺后的工业废水输往原水箱进行常规的前净化处理：絮凝，沉降去杂， 软化，除油，并进行精滤，使预处理水达到水质污染指数SDI≤5;
2)、膜分离处理
将上述符合要求的预处理水泵入反渗透装置进行多级连续脱盐和浓缩，使之氯化铵 浓度达到5～8%w/w，排出的浓缩液返回原水箱，透过液分流回用;
3)、在第一级反渗透装置脱盐与浓缩工艺中的两段之间设有一个由能量回收装置进行 压力回收处理;
4)、将经过多级反渗透装置的膜分离浓缩处理的氯化铵溶液，用蒸发装置作进一步浓 缩处理，使溶液中的氯化铵浓度≥10%;
5)、再将上述增浓的氯化铵溶液用蒸氨装置进行蒸氨处理，加入饱和的氢氧化钙溶液， 反应后得到氯化钙副产品，和浓度≥6mol/L的氨水，氨水回收回用。
上述步骤2所述的第一、二级反渗透装置为多段复式结构，段间均设有节能用的能 量回收装置。
上述步骤2所述的多级反渗透装置之后还设有一个用于提高水质的反渗透装置，输 入端由高压泵接入，透过液分流回用。
本发明的积极效果是：
1)、本发明处理工艺简单合理，有效地降低了设备造价。由于本发明采用在常温、 无相变条件下就可以实现脱水浓缩氯化铵溶液的膜分离技术，所用的膜设备大部分为高 分子有机材质，比较适用于处理氯化铵溶液，而且对氯化铵的浓度要求不高，因此对设 备耐腐蚀性要求不苛刻，选材方便，使水处理设备造价大幅度降降低。
2)、节约能源。由于本发明的最终回收产物是氨水溶液，采用了常温、无相变条件 下膜分离技术工艺，与产生相变的蒸馏浓缩法相比可以大幅度降低能耗，而后只需要蒸 发到10%w/w的浓度就可以实现;在反渗透膜装置的浓缩氯化铵工艺中采用了能量回收 装置，可将浓溶液的高压能量回收利用，从而使能耗进一步降低。
3)、回收产物突出。其最终回收的产物是氨水，其次是氯化钙。氨水应用价值远较 固体氯化铵高得多，附加值高，其经济效益比较显著。
6)、回用效果明显。浓缩液回用，氨水回用，提高了处理氯化铵废水的价值。进一 步考察，氯化铵废水处理后，其脱盐水回用率高，脱盐水浓度可以人工调节，排放水既 可以用作自来水又可用作工业纯水利用，可以使50%以上的水得到回用。
7)、实现了氯化铵废水处理零排放。杂物杂质在步骤1的预处理中得到了有效地滤 除，所以可以方便地回收氯化钙副产品，回收氨水可回用于本工艺，纯水回用，最终为 零排放，便形成了一个清洁的生产工艺，大大地改善了生产环境，有利于环境保护。
