权利要求
1.一种离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置，其特征在于，包括：
沉淀池(1)，用于对浸出液沉淀分离处理;
砂滤器(3)，连接于沉淀池(1)，用于对产水进行砂滤处理;
陶瓷膜(5)，连接于砂滤器(3)，用于对产水进行过滤处理;
反渗透膜(11)，连接于陶瓷膜(5)，用于对产水进行反渗透过滤处理;
化学清洗罐(13)，连接于陶瓷膜(5)的料液侧，用于向陶瓷膜(5)中泵入化学清洗液。
3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置，其特征在于，还包括产水箱(7)，连接于反渗透膜(11)的渗透侧，以及包括反洗泵(12)，将产水箱(7)中连接于陶瓷膜(5)的渗透侧，用于进行反冲洗。
4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置，其特征在于，所述的陶瓷膜的孔径20-300nm。
5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置，其特征在于，砂滤器中的石英砂粒共分为三层，自下而上的各层中的石英砂的粒径分别为2-4mm、1-2mm、0.5-1mm。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型涉及离子型稀土矿提取技术领域，尤其涉及一种离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置。
背景技术
[0002]离子型稀土矿由于稀土在矿石中赋存状态特殊，不能用常规物理选矿方式直接从矿石中获取稀土，需要通过改变稀土存在形态进一步提取，主要以离子形式吸附于黏土矿物表面。因此可以将浸矿剂硫酸镁通过井或槽直接注入到稀土矿山中，从而使稀土离子与电解质溶液交换而进入到溶液中，而硫酸镁浸出液中稀土浓度偏低，峰值较低，并且稀土浸出需要的浸矿剂液固比大。膜分离法具有高效稳定、资源利用率高等优点，在稀土提取领域具有较好的前景。但膜法提取稀土存在中空纤维膜容易污堵的技术难题。膜的单次清洗运行循环周期短，难以超过3天，运行率低;膜的终身寿命短，难以超过1年，更换频繁，膜的运行费用高。以上问题导致膜法提取稀土迟迟无法大规模工业化使用。
发明内容
[0003]本实用新型的第一目的是提供一种离子型稀土矿浸出液净化方法，硫酸镁作为浸取剂浸取离子型稀土后，借助多级沉淀、砂滤进行预处理，再利用高装填陶瓷膜进行净化处理。沉淀池将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除，经过砂滤将悬浮物进一步去除，再通过高装填陶瓷膜，可以将离子型稀土矿浸出液浊度降低到0.3NTU以下。解决了中空纤维超滤在离子型稀土浸出液净化过程中受砂滤处理效果影响大，易导致膜处理水量降低、断丝、清洗频繁、膜寿命短的问题。本实用新型的第二目的在于提供一种离子型稀土矿浸出液浓缩方法，该方法通过反渗透浓缩，提高稀土浓度，使离子型稀土浸出液进一步减量，并且离子型稀土截留率大于99.4%，因此减少了后端萃取剂的用量，提高萃取效率，从而降低运行成本，减轻萃取剂对环境污染。反渗透产水电导小于100μs/cm，可以作为回用水利用。
[0004]一种离子型稀土矿浸出液净化浓缩装置，包括：
[0005]沉淀池，用于对浸出液沉淀分离处理;
[0006]砂滤器，连接于沉淀池，用于对产水进行砂滤处理;
[0007]陶瓷膜，连接于砂滤器，用于对产水进行过滤处理;
[0008]反渗透膜，连接于陶瓷膜，用于对产水进行反渗透过滤处理;
[0009]化学清洗罐，连接于陶瓷膜的料液侧，用于向陶瓷膜中泵入化学清洗液。
[0010]还包括安装于化学清洗罐上的加热器。
[0011]还包括产水箱，连接于反渗透膜的渗透侧，以及包括反洗泵，将产水箱中连接于陶瓷膜的渗透侧，用于进行反冲洗。
[0012]所述的陶瓷膜的孔径20-300nm。
[0013]砂滤器中的石英砂粒共分为三层，自下而上的各层中的石英砂的粒径分别为2-4mm、1-2mm、0.5-1mm。
有益效果
[0014]本实用新型可处理各种规模和浓度的离子型稀土浸出液的净化浓缩，首先高装填陶瓷膜与常规的中空纤维超滤技术对比，本实用新型运行通量高，清洗周期长，抗冲击力强，更换周期长，对来水水质要求较低，膜折旧费更低。其次反渗透精度高，浓缩后可以使产能翻倍，对稀土的回收率达到百分之九十九以上。过滤无相变、无污染，环保性能强。提高后端萃取效率，减少萃取剂用量，经济效益明显，可普遍应用于各种离子型稀土浸出液的净化浓缩。
附图说明
[0015]图1是本实用新型的方法的装置结构图。
[0016]1、沉淀池;2、引水罐;3、原水泵;4、砂滤器;5、自清洗过滤器;6、高装填陶瓷膜;7、产水箱;8、液位变送器;9、反渗透进水泵;10、高压泵;11、反渗透膜;12、反洗泵;13、化学清洗罐;14、化学清洗泵;15、温度变送器;16、加热器。
具体实施方式
[0017]本实用新型涉及一种离子型稀土矿提取稀土的方法，包括以下步骤：首先将离子型稀土矿浸出液进行初步沉淀，得到离子型稀土矿浸出液原液;其次离子型稀土矿浸出液原液经过砂滤截留大分子固体颗粒和悬浮物，砂滤产水经高装填陶瓷膜过滤进一步去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物等;最后高装填陶瓷膜产水进行反渗透浓缩，得到反渗透浓缩液和产水。高装填陶瓷膜保持90%以上的回收率，控制通量在80LMH以上，并定期进行反洗恢复高装填陶瓷膜的产水通量。反渗透按照50%以上的回收率进行浓缩，所述浓缩液作为离子型稀土浓缩母液，所述产水进行回用。离子型稀土矿浸出液中稀土浓度低、杂质含量高以及体积巨大导致萃取试剂消耗高、输送成本高、稀土回收率低，造成资源浪费问题。本方法可以提高离子型稀土矿浸出液的浓度，提高稀土萃取效率，减少萃取剂的用量，降低运行成本，提取稀土产能提高两倍以上，有利于膜法处理离子型稀土矿浸出液的工业化推广。
[0018]在一些实施方式中，本实用新型提供的一种离子型稀土矿提取稀土的方法包括：
[0019]S1、对离子型稀土浸出液进行初步预处理，经过沉淀池沉淀，去除大颗粒悬浮物，它是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。
[0020]S2、在所述沉淀池出水过再经过砂滤器进一步过滤处理，通过物理过滤和深度过滤的双重作用，砂滤能够有效去除水中的悬浮物和颗粒物等，经砂滤出水浊度在6NTU以下。
[0021]S3、在所述经过砂滤器的离子型稀土浸出液，进行高装填陶瓷膜进行净化，高装填陶瓷膜运行温度再18-25℃之间，设备压力调节为1-2bar，保持稀土浸出液回收率在90%以上，并且高装填陶瓷膜出水稀土浸出液的浊度小于0.3NTU。
[0022]S4、高装填陶瓷膜可以定时反冲洗，减少污染物的富集，也可以通过化学清洗，彻底对高装填陶瓷膜产水通量进行恢复。
[0023]S5、在所述高装填陶瓷膜产水通过反渗透膜技术进行过滤浓缩，反渗透膜的表面微孔直径在0.5-10nm，反渗透过程温度控制在18-25℃，设备压力调节为10-15bar，其中截留物为稀土浸出液浓缩液，滤液为产水，控制浓缩2.5倍以上。
[0024]S6、反渗透过滤一定时间进行正冲洗，定时对反渗透膜进行冲洗可以减少膜表面浓差极化现象发生。
[0025]S7、反渗透膜浓缩液进入萃取工段，对稀土的浓缩液进行稀土的萃取，反渗透的产水作为回用水利用。
[0026]进一步地，所述步骤S1中沉淀池沉淀时间在2-3h。
[0027]进一步地，所述S2中的砂滤器中的石英砂粒径自下而上分别为2-4mm、1-2mm、0.5-1mm。
[0028]进一步地，所述步骤S3中的高装填陶瓷膜精度为50nn。
[0029]进一步地，所述步骤S3中高装填陶瓷膜每隔40-60min对膜表面反冲洗一次，反冲洗液为高装填陶瓷膜产水。
[0030]进一步地，所述步骤S3中高装填陶瓷膜每隔7-10天化学清洗一次。
[0031]进一步地，所述步骤S4中的反渗透膜为型抗污染、低能耗苦咸水反渗透膜。
[0032]进一步地，所述步骤S4中的反渗透膜运行采用两段式，2：1排列。
[0033]进一步地，所述步骤S4中的反渗透膜对离子型稀土截留率99.4%以上
[0034]进一步地，所述步骤S6中的反渗透膜运行3-4h进行冲洗30-60s。
[0035]如图1所示，本实用新型中一种离子型稀土矿提取稀土的方法所使用的装置，包括沉淀池1、引水罐2、原水泵3、砂滤器4、自清洗过滤器5、高装填陶瓷膜6、产水箱7、液位变送器8、反渗透进水泵9、高压泵10、反渗透膜11、反洗泵12、化学清洗罐13、化学清洗泵14、温度变送器15、加热器16;其中，沉淀池1中的离子型稀土浸出液经原水泵2输入砂滤器3中，砂滤器3过滤后，得到砂滤器产水，砂滤器4产水通过自清洗过滤器5连接进入高装填陶瓷膜6，自清洗过滤器5防止石英砂进入高装填陶瓷膜6，产水进入高装填陶瓷膜6进行过滤，高装填陶瓷膜产水输送至产水罐7中，产水罐7设置有液位变送计8用于监控产水罐7的液位，液位变送计8与反渗透进水泵9连锁，控制反渗透进水泵9和高压泵10的启停。产水箱7中滤液经过反渗透进水泵9和高压泵10输送至反渗透膜11进行过滤，反渗透膜11浓缩液用于后端萃取，产水回用，产水箱7中的滤液定时通过反洗泵12对高装填陶瓷膜6进行反洗，反洗水回到前端沉淀池1，装填陶瓷膜6可以定期进行化学清洗，恢复产水通量，化学药剂在化学清洗罐13中进行配置，化学清洗罐13安装有加热器16，加热器16对清洗液进行加热，化学清洗罐13设置有温度变送器15，温度变送器15用来监控化学清洗罐13中清洗温度。
实施例1
[0036]本实施例所提供的一种离子型稀土矿浸出液的净化浓缩方法，具体包括一下步骤：
[0037]离子型稀土矿浸出液电导4000μs/cm，稀土含量为200ppm。
[0038]离子型稀土矿浸出液在沉淀池进行初步沉淀，在沉淀池中的水力停留时间为2h，沉淀后的离子型稀土浸出液的上清液浊度30NTU。
[0039]沉淀池出水通过供水泵进行砂滤器过滤，砂滤罐的填充高度为1m，可以进一步除去剩余的悬浮物和颗粒物等，砂滤器过滤压力在1bar，温度控制在18℃，砂滤器过滤速度为10m/h，砂滤出水浊度为6NTU。
[0040]砂滤器出水进入高装填陶瓷膜过滤，截留水中悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，高装填陶瓷膜过滤压力为1bar，温度控制在18℃，控制回收率90%，高装填陶瓷膜产水浊度小于0.3NTU，高装填陶瓷膜，每过滤45min，进行反冲20s，每次反冲后通量可以提高8%的膜通量，高装填陶瓷膜浓水回到前端沉淀池，产水进入产水罐。
[0041]高装填陶瓷膜需要每隔10天进行化学清洗，化学清洗温度控制在35-40℃，清洗压力为1bar，清洗时间为5h，清洗药剂为1%氢氧化钠+0.5%次氯酸钠，每次化学清洗后高装填陶瓷膜通量可以恢复原始通量的90%以上。
[0042]高装填陶瓷膜产水通过反渗透供水泵及高压泵进入反渗透过滤。反渗透运行过程温度控制18℃，设备压力调节为10bar，产水通量为17LMH，浓缩倍数为2.5倍条件下，其中截留物质为离子型稀土浓缩液，浓缩液后反渗透浓液稀土的浓度为498.5ppm，稀土截留率达到99.5%，滤液为产水，产水电导为32μs/cm。反渗透过滤3小时进行正冲洗40s，通过定时对反渗透膜进行冲洗，可以有效降低反渗透膜的浓差极化现象，防止膜表面产生结垢。反渗透膜的浓缩液进入萃取工段，浓缩后的稀土溶液可以提高萃取效率，减少萃取剂的用量，降低运行费用，以及减少环境污染。反渗透的滤液为产水，作为回用水利用。
实施例2
[0043]本实施例所提供的一种离子型稀土矿浸出液的净化浓缩方法，具体包括一下步骤：
[0044]离子型稀土矿浸出液电导6800μs/cm，稀土含量为450ppm。
[0045]离子型稀土矿浸出液在沉淀池进行初步沉淀，在沉淀池中的水力停留时间为3h，沉淀后的离子型稀土浸出液的上清液浊度25NTU。
[0046]沉淀池出水通过供水泵进行砂滤器过滤，砂滤器的填充高度为1m，可以进一步除去剩余的悬浮物和颗粒物等，砂滤器过滤压力在2bar，温度控制在22℃，砂滤器过滤速度为8m/h，砂滤出水浊度为4NTU。
[0047]砂滤器出水进入高装填陶瓷膜过滤，截留水中悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，高装填陶瓷膜过滤压力为2bar，温度控制在22℃，控制回收率95%，高装填陶瓷膜产水浊度小于0.2NTU，高装填陶瓷膜，每过滤60min，进行反冲30s，每次反冲后通量可以提高15%的膜通量，高装填陶瓷膜浓水回到前端沉淀池，产水进入产水罐。
[0048]高装填陶瓷膜需要每隔7天进行化学清洗，化学清洗温度控制在35-40℃，清洗压力为1bar，清洗时间为5h，清洗药剂为1%氢氧化钠+1%次氯酸钠，每次化学清洗后高装填陶瓷膜通量可以恢复原始通量的97%。
[0049]高装填陶瓷膜产水通过反渗透供水泵及高压泵进入反渗透过滤。反渗透运行过程温度控制22℃，设备压力调节为12bar，产水通量为22LMH，浓缩倍数为2.85倍条件下，其中截留物质为离子型稀土浓缩液，浓缩液后反渗透浓液稀土的浓度为1283ppm，稀土截留率达到99.7%，滤液为产水，产水电导为20.4μs/cm。
[0050]反渗透过滤4小时进行正冲洗60s，通过定时对反渗透膜进行冲洗，可以有效降低反渗透膜浓差极化现象，防止膜表面产生结垢。
[0051]反渗透膜的浓缩液进入萃取工段，浓缩后的稀土溶液可以提高萃取效率，减少萃取剂的用量，降低运行费用，以及减少环境污染。反渗透的滤液为产水，作为回用水利用。
说明书附图(1)
