稀土冶炼废水中稀土回收的研究(附件)【字数：14357】
摘 要摘 要我国的稀土冶炼事业蓬勃发展，产生大量的稀土废水，从废水中回收稀土元素具有重要意义。 本论文以硫化钠消除重金离子干扰，草酸沉淀稀土元素，从稀土冶炼废水中回收稀土；考察硫化钠加入量、pH值、NH4+、温度、陈化时间和搅拌时间对稀土废水中稀土回收的影响，结果表明（1）随着硫化钠的用量增加，产生的灰黑色的硫化物沉淀增加，当用量超过1 mL（浓度为15.68%)时，硫化物的沉淀质量不再有明显变化，此时计量为本实验最佳硫化钠加入量；硫化钠消除重金属离子干扰时，模拟稀土废水的pH值为5时，除杂效果最好。（2）在草酸沉淀稀土实验中，NH4+的存在影响草酸稀土的沉淀量，NH4+存在越多，草酸稀土沉淀量越少；pH值为2时，沉淀温度80℃，陈化时间6小时，搅拌时间2分钟，草酸稀土沉淀最彻底，收获的草酸稀土沉淀量最多。（3）经回收实验，铈离子回收率达30%。关键词: 稀土；硫化钠；草酸；沉淀
目 录
第一章 绪论 1
1.1 稀土资源和稀土工业发展现状 1
1.1.1 稀土资源及应用 2
1.1.2 稀土工业发展现状 3
1.2 稀土冶炼废水来源及处理方法 4
1.2.1 稀土冶炼废水的来源 4
1.2.2 稀土废水的处理方法 5
1.3 稀土离子分离的方法 5
1.3.1 溶剂萃取法 5
1.3.2 离子交换树脂法 6
1.3.3 沉淀法 7
1.3.4 反渗透法 7
1.3.5 吸附法 8
1.4 研究的背景及内容 9
1.4.1 研究背景 9
1.4.2 主要内容 9
第二章 硫化钠除杂及草酸沉淀稀土的研究 11
2.1 实验试剂及实验仪器 11
2.2 实验流程 12
2.3 铈离子标准曲线绘制 13
2.4 稀土废水中铈离子分析 13
2.5 硫化钠除金属离子 13
2.5.1 pH值对于硫化钠除金属离子的影响 14
2.5.2 硫化钠的加入量对于除金属离子的影响 14
2.6 稀土草酸盐沉淀 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.6.1 pH值对草酸沉淀稀土的影响 14
2.6.2 温度和陈化时间对草酸沉淀稀土的影响 15
2.6.3 铵盐对草酸沉淀稀土的影响 15
2.6.4 搅拌时间对草酸沉淀稀土的影响 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 铈离子标准曲线绘制 16
3.2 稀土废水及回收后铈离子含量分析 16
3.3 硫化物除杂研究 17
3.3.1 硫化钠的加入量对于除金属离子的影响 17
3.3.2 pH值对于硫化钠除金属离子的影响 18
3.4 稀土草酸盐沉淀的影响因素 19
3.4.1 pH值对草酸沉淀稀土的影响 19
3.4.2 铵盐对草酸沉淀稀土沉淀的影响 20
3.4.3 温度和陈化时间对草酸沉淀稀土的影响 21
3.4.4 搅拌时间对草酸沉淀稀土的影响 22
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
稀土是17种元素组成的一个金属大家族，即第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等等15个镧系元素（拥有独特的4f电子轨道）以及性质与它们相近的钪和钇[1]。稀土是在18世纪90年代是被发现而得名，当时的人们认为它们很稀贵，并且它们的氧化物有很难溶于水的“土性”，所以 称之为稀土。现在来看，稀土在地壳中的含量较高，比铜、铅、锌、银等常见金属元素含量还要高，稀土性质并不像土一样，而是十分活泼的金属[2]。自18世纪末发现第一个稀土元素钇，到20世纪80年代发现稀土元素钷，历经近200年，最终，我们才把17种稀土元素全部从自然界中找到。近年由于科学技术和冶炼技术的发展，稀土元素基本都能获得高纯的稀土氧化物和稀土金属。稀土也随着科技的发展应用的越来越高级，至今得到非常广泛的应用[3]。
稀土的冶炼过程当中会生产出非常多的稀土冶炼废水，由于技术等一些问题，这些大量的稀土废水中含有一定含量的稀土元素，虽然较少，但排放的稀土废水的总量非常大，如果我们不去回收这些稀土，将会造成极大的资源浪费现象，此外还会污染环境，不符合当今时代的主流，节约资源保护环境。
本论文针对稀土冶炼废水中稀土的回收进行研究，围绕硫化钠除重金属离子和稀土草酸盐沉淀的两大问题进行研究。首先，由于稀土冶炼废水中含有大量的铜、铅、锌、铁、锰等重金属杂质离子，这采用硫化钠易与重金属离子形成黑色硫化物沉淀，通过研究pH值以及硫化钠加入量对于除重金属杂质离子的影响，确定最佳的硫化钠除杂方案。接着，采用草酸沉淀稀土，通过对草酸的活度、铵盐对稀土草酸盐的影响以及温度、搅拌时间和陈化时时间对稀土 草酸盐的影响确定了最佳的草酸沉淀方案。这两种方法的结合，从而实现稀土冶炼废水中稀土的回收。
1.1 稀土资源和稀土工业发展现状
中国是世界上稀土资源存储量最大的国家，储量高达154000千吨，中国的储量占世界的一半高达48%，排名第一，其次是俄罗斯，再就是美国，中国的稀土储量长时间都处于第一的位置，中国稀土的出口从上个世纪 70 年代开始，90 年代初，中国稀土行业出口开放，企业出口贸易，随着国际竞争的加剧，让西方国家失去竞争力，最主要原因是其他国家自我战略保护意识的增强导致开采量的减少，使得中国在世界稀土出口产量占绝对地位，并成为国际市场的霸王，主要出口国是日本、美国、法国，从 1998 年到 2001 年间中国稀土的产量在 90%以下，2002 年以来中国稀土产量均占全球百分之九十以上，2005 年中国稀土产量占全国产量的 96%，1997 年到 2004 年稀土精矿产量开始增加较慢，随后趋于平缓，2004 年以后，稀土精矿产量迅速增加，在 2006 年达到精矿产量的最高峰，高达 13 万吨左右，多年来，稀土的商业化使得稀土行业只求短期利益，没有长期的规划，加上政府也没用在关键时刻认识到稀土资源的不可再生性，对政策的落实不够到位，导致稀土产品大量开采，国内稀土企业争相稀土出口且相对混乱，出口价格也是以“白菜价”出售，阻碍稀土资源的经济优势，长期制约着我国稀土产业的问题[4,5,6]世界稀土储量分布图如图11所示:
/
图11 世界稀土储量分布图
1.1.1 稀土资源及应用
提到稀土元素，我们的第一感觉就是离我们很远，其实稀土元素应用于好多行业，生活中也是随处可见，如我们每个人必备的智能手机，里面就含有微量的稀土元素，这些稀土元素对于智能手机的作用是不可替代的，如果没有这些元素，就造不出智能手机。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 稀土资源和稀土工业发展现状 1
1.1.1 稀土资源及应用 2
1.1.2 稀土工业发展现状 3
1.2 稀土冶炼废水来源及处理方法 4
1.2.1 稀土冶炼废水的来源 4
1.2.2 稀土废水的处理方法 5
1.3 稀土离子分离的方法 5
1.3.1 溶剂萃取法 5
1.3.2 离子交换树脂法 6
1.3.3 沉淀法 7
1.3.4 反渗透法 7
1.3.5 吸附法 8
1.4 研究的背景及内容 9
1.4.1 研究背景 9
1.4.2 主要内容 9
第二章 硫化钠除杂及草酸沉淀稀土的研究 11
2.1 实验试剂及实验仪器 11
2.2 实验流程 12
2.3 铈离子标准曲线绘制 13
2.4 稀土废水中铈离子分析 13
2.5 硫化钠除金属离子 13
2.5.1 pH值对于硫化钠除金属离子的影响 14
2.5.2 硫化钠的加入量对于除金属离子的影响 14
2.6 稀土草酸盐沉淀 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.6.1 pH值对草酸沉淀稀土的影响 14
2.6.2 温度和陈化时间对草酸沉淀稀土的影响 15
2.6.3 铵盐对草酸沉淀稀土的影响 15
2.6.4 搅拌时间对草酸沉淀稀土的影响 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 铈离子标准曲线绘制 16
3.2 稀土废水及回收后铈离子含量分析 16
3.3 硫化物除杂研究 17
3.3.1 硫化钠的加入量对于除金属离子的影响 17
3.3.2 pH值对于硫化钠除金属离子的影响 18
3.4 稀土草酸盐沉淀的影响因素 19
3.4.1 pH值对草酸沉淀稀土的影响 19
3.4.2 铵盐对草酸沉淀稀土沉淀的影响 20
3.4.3 温度和陈化时间对草酸沉淀稀土的影响 21
3.4.4 搅拌时间对草酸沉淀稀土的影响 22
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
稀土是17种元素组成的一个金属大家族，即第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等等15个镧系元素（拥有独特的4f电子轨道）以及性质与它们相近的钪和钇[1]。稀土是在18世纪90年代是被发现而得名，当时的人们认为它们很稀贵，并且它们的氧化物有很难溶于水的“土性”，所以 称之为稀土。现在来看，稀土在地壳中的含量较高，比铜、铅、锌、银等常见金属元素含量还要高，稀土性质并不像土一样，而是十分活泼的金属[2]。自18世纪末发现第一个稀土元素钇，到20世纪80年代发现稀土元素钷，历经近200年，最终，我们才把17种稀土元素全部从自然界中找到。近年由于科学技术和冶炼技术的发展，稀土元素基本都能获得高纯的稀土氧化物和稀土金属。稀土也随着科技的发展应用的越来越高级，至今得到非常广泛的应用[3]。
稀土的冶炼过程当中会生产出非常多的稀土冶炼废水，由于技术等一些问题，这些大量的稀土废水中含有一定含量的稀土元素，虽然较少，但排放的稀土废水的总量非常大，如果我们不去回收这些稀土，将会造成极大的资源浪费现象，此外还会污染环境，不符合当今时代的主流，节约资源保护环境。
本论文针对稀土冶炼废水中稀土的回收进行研究，围绕硫化钠除重金属离子和稀土草酸盐沉淀的两大问题进行研究。首先，由于稀土冶炼废水中含有大量的铜、铅、锌、铁、锰等重金属杂质离子，这采用硫化钠易与重金属离子形成黑色硫化物沉淀，通过研究pH值以及硫化钠加入量对于除重金属杂质离子的影响，确定最佳的硫化钠除杂方案。接着，采用草酸沉淀稀土，通过对草酸的活度、铵盐对稀土草酸盐的影响以及温度、搅拌时间和陈化时时间对稀土 草酸盐的影响确定了最佳的草酸沉淀方案。这两种方法的结合，从而实现稀土冶炼废水中稀土的回收。
1.1 稀土资源和稀土工业发展现状
中国是世界上稀土资源存储量最大的国家，储量高达154000千吨，中国的储量占世界的一半高达48%，排名第一，其次是俄罗斯，再就是美国，中国的稀土储量长时间都处于第一的位置，中国稀土的出口从上个世纪 70 年代开始，90 年代初，中国稀土行业出口开放，企业出口贸易，随着国际竞争的加剧，让西方国家失去竞争力，最主要原因是其他国家自我战略保护意识的增强导致开采量的减少，使得中国在世界稀土出口产量占绝对地位，并成为国际市场的霸王，主要出口国是日本、美国、法国，从 1998 年到 2001 年间中国稀土的产量在 90%以下，2002 年以来中国稀土产量均占全球百分之九十以上，2005 年中国稀土产量占全国产量的 96%，1997 年到 2004 年稀土精矿产量开始增加较慢，随后趋于平缓，2004 年以后，稀土精矿产量迅速增加，在 2006 年达到精矿产量的最高峰，高达 13 万吨左右，多年来，稀土的商业化使得稀土行业只求短期利益，没有长期的规划，加上政府也没用在关键时刻认识到稀土资源的不可再生性，对政策的落实不够到位，导致稀土产品大量开采，国内稀土企业争相稀土出口且相对混乱，出口价格也是以“白菜价”出售，阻碍稀土资源的经济优势，长期制约着我国稀土产业的问题[4,5,6]世界稀土储量分布图如图11所示:
/
图11 世界稀土储量分布图
1.1.1 稀土资源及应用
提到稀土元素，我们的第一感觉就是离我们很远，其实稀土元素应用于好多行业，生活中也是随处可见，如我们每个人必备的智能手机，里面就含有微量的稀土元素，这些稀土元素对于智能手机的作用是不可替代的，如果没有这些元素，就造不出智能手机。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/11.html
