【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于资源循环利用。更具体地，涉及一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的系统及方法。
技术介绍
1、稀土元素(rees)包含元素周期表中的15个镧系元素及钇(y)共16个元素。稀土元素特殊的理化性质使其广泛应用于冶金、石油化工、玻璃、陶瓷、催化、永磁材料、超导材料、新型光电磁性材料等领域，是高端制造业必不可少的原材料，素有“工业味精”和“工业维生素”之称。我国稀土资源丰富且类型多样，其中南方地区特有的离子吸附型稀土矿，又称风化壳淋积型稀土矿，其富含中重稀土，是我国重要的战略性资源，在高新
发挥着至关重要的作用。
2、离子吸附型稀土矿的过度开采会对周边大面积的大气、土壤、水体环境造成严重污染。已有研究表明，高浓度的稀土元素能对生态环境中的动物、植物和微生物产生毒害作用，抑制生物的生长、发育和繁殖，进而破坏生态系统的平衡，甚至会通过食物链进入人体，在人体内代谢积累且可能诱发毒性效应，对人体健康造成威胁。
3、随着对稀土矿山的大规模开发，频繁的采矿活动也会导致矿山中的稀土资源变得稀缺。因此，有必要从其他稀土二次资源中对稀土进行综合回收利用。目前大多数工业活动集中从终端产品如废弃稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土储氢材料等中回收稀土元素。此外，对自然资源中残次稀土的回收利用也成为了稀土供给的重要补充，如富含稀土的冶金尾矿、海洋沉积物以及部分矿区周边污染水体中的稀土资源。若能将这些自然资源中的残次稀土资源化回收利用，既能有效缓解稀土行业供需矛盾，带来一定的经济价值，又能解决稀土诱发的环境污染问题
4、对于污染水体中的稀土资源主要分为可溶性稀土和胶体态稀土两部分，其中对胶体态稀土的回收尤为困难，一方面是前期富集胶体态稀土存在较大的困难，另一方面此类富含胶体态稀土沉淀相对于可溶性稀土的回收浸出条件更加复杂，采用一般的化学浸出方法难以浸出回收。目前对于如何处理回收含稀土的废水沉淀渣很多学者研究出了有效的处理方案，如中国专利申请cn106636689a直接以稀土废水池沉淀渣作为初始处理对象，先对其进行预焙烧处理，然后采用矿物酸浸出焙烧产物得到含稀土的浸出液，依次往浸出液中加入硫酸铵和草酸，使稀土以固相沉淀的形式与可溶性的杂质分离，能高效回收稀土废水池沉淀渣中的稀土。然而，上述处理方法的关键第一步要先获取富含稀土的废水沉淀渣，现有技术获取富含稀土的废水沉淀渣的方法往往需要往含稀土金属的废水中加入大量的混凝剂促进其沉淀，但是过多的混凝剂的添加会造成药剂污染以及处理成本的增加，并且该专利方法在采用浸出处理前，还需要对所得稀土废水池沉淀渣进行高温(800～900℃)焙烧，进一步增加能量消耗和处理成本。
5、因此，亟需找到一种高效、高选择性、二次污染小，低成本的对离子型稀土矿区污染水体中胶体态稀土资源化回收的方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术前期需要采用大量的化学药剂促进水体中胶体态稀土金属沉淀来获取富集胶体态稀土金属的沉淀以及富含胶体态稀土沉淀采用常规的方法难以浸出回收缺陷和不足，提供一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的预处理系统。
2、本专利技术的另一目的是提供一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的系统。
3、本专利技术的另一目的是提供一种采用所述系统从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的方法。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、本专利技术保护一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的预处理系统，包括缓流室、格栅室、沉淀室和集泥室，所述缓流室、格栅室和沉淀室和集泥室依次连接；
6、所述缓流室的顶部和底部交错设置有隔板，所述隔板在缓流室中形成s型弯曲水流通道；
7、所述格栅室内部固定设置有粗格栅；
8、所述沉淀室内部设置有辐流式沉淀池装置，所述辐流式沉淀池装置包括进出水管道二、驱动系统、布水器、竖流消能管道、转轴、刮泥支架、桁架以及刮泥板；所述进出水管道二的一端与格栅室相连通，另一端与竖流消能管道相连接，所述竖流消能管道顶部设置有布水器，所述布水器顶部设置有驱动系统；所述转轴至少有两个，关于竖流消能管道为对称轴左右对称设置，且转轴的一端与竖流消能管道活动连接，另一端与刮泥支架固定连接；所述桁架至少有两条，关于竖流消能管道为对称轴左右对称设置，且桁架与刮泥支架固定连接；所述刮泥板与刮泥支架底部侧壁固定连接；
9、所述集泥室与沉淀室的底部相连通。
10、优选地，所述隔板的长度为缓流室内部高度的1/2～2/3。
11、优选地，所述隔板至少为2块。
12、更优选地，所述隔板为5块。
13、优选地，所述粗格栅由6～9条栅条组成，所述栅条的间隙为16～40mm。
14、优选地，所述粗格栅与所述格栅室的底部形成的夹角为40°～60°，这有利于去除污水中较大的悬浮物、漂浮物和固体颗粒物质。
15、进一步地，所述粗格栅由金属支架固定。
16、进一步地，所述辐流式沉淀池底部呈圆形，直径为20～50m，池周水深1.5～3.0m，池底坡度不宜小于0.05，当污染水体经布水器中出来进入池底，沿半径方向向池周缓缓流动。胶体态稀土在流动中团聚成悬浮颗粒沉降于底泥中，并沿池底坡度进入池底中心从排泥管道排出，得到的澄清水则从池周溢流出来，从出水管道排出。
17、将离子型稀土矿区污染水体引流进入到所述预处理系统中，水流通过缓流室、粗格栅后，再经过竖流消能管道消能和布水器整流处理，降低水体流速的同时还去除了污染水体中较大的悬浮物、漂浮物和固体颗粒物质，有利于胶体态稀土快速沉降到底泥中，从而收集底泥对底泥中胶体态稀土进行提取回收。
18、进一步地，所述驱动系统的作用为转轴提供动力，进而转轴带动刮泥支架，通过与刮泥支架底部侧壁连接的刮泥板旋转刮泥，把落下来的底泥汇集到沉淀池底部中心，从而进入排泥管道排出。
19、进一步地，所述桁架作用为对刮泥支架起到支撑固定，加强支架结构稳定性。
20、优选地，所述转轴的一端与竖流消能管道通过活动旋钮连接。
21、本专利技术还保护一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的系统，所述系统包括所述预处理系统、浸出室、ph调节池、药剂处理池和焙烧室，所述预处理系统、浸出室、ph调节池、药剂处理池和焙烧室依次连接。
22、本专利技术还保护一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的方法，具体包括如下步骤：
23、s1、将离子型稀土矿区污染水体引流进入所述系统中，获取胶体态稀土底泥，所述胶体态稀土底泥经预处理后加入浸取剂进行浸出处理，过滤得稀土浸出液；
24、s2、将步骤s1所得稀土浸出液的ph调节至1～2，过滤回收得到稀土母液；
25、s3、继续向步骤s2所得稀土母液加入沉淀剂和除杂剂，过滤得到稀土沉淀物；
26、s4、将步骤s3所得稀土沉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的预处理系统，其特征在于，包括缓流室(3)、格栅室(5)、沉淀室(11)和集泥室(18)，所述缓流室(3)、格栅室(5)、沉淀室(11)和集泥室(18)依次连接；
2.根据权利要求1所述预处理系统，其特征在于，所述粗格栅(6)由6～9条栅条组成，所述栅条的间隙为16～40mm。
3.根据权利要求1所述预处理系统，其特征在于，所述粗格栅(6)与格栅室(5)的底部形成的夹角为40°～60°。
4.一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1～3任一所述预处理系统、浸出室、pH调节池、药剂处理池和焙烧室，所述预处理系统、浸出室、pH调节池、药剂处理池和焙烧室依次连接。
5.一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S1中，所述离子型稀土矿区污染水体通过缓流室后将流速降低至≤0.9m/s；所述离子型稀土矿区污染水体经过辐流式沉淀池装置整流后将流速降至≤0.
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S2中，所述浸取剂选自EDTA-Na2、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S1中，所述胶体态稀土底泥与浸取剂的固液比为1:2～1:5。
9.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S1中，所述浸取剂浓度0.04～0.1mol/L。
10.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S3中，所述浸出处理的时间≥12h。
...【技术特征摘要】
1.一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的预处理系统，其特征在于，包括缓流室(3)、格栅室(5)、沉淀室(11)和集泥室(18)，所述缓流室(3)、格栅室(5)、沉淀室(11)和集泥室(18)依次连接；
2.根据权利要求1所述预处理系统，其特征在于，所述粗格栅(6)由6～9条栅条组成，所述栅条的间隙为16～40mm。
3.根据权利要求1所述预处理系统，其特征在于，所述粗格栅(6)与格栅室(5)的底部形成的夹角为40°～60°。
4.一种从离子型稀土矿区污染水体中回收胶体态稀土的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1～3任一所述预处理系统、浸出室、ph调节池、药剂处理池和焙烧室，所述预处理系统、浸出室、ph调节池、药剂处理池和焙烧室依次连接。
5.一种从离子型稀土...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇荣亮，程暄普，刘文深，许德祥，汤叶涛，刘晓芮，谢灿垤，郑鸿祥，晁元卿，王诗忠，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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