本发明公开了一种稀有金属废水零排放工艺，包括以下步骤：1）将待处理废水送入换热器中预热；2）将预热后的废水导入降膜蒸发器进行一级蒸发浓缩；3）将上步得到的不饱和的浓缩废水导入强制循环蒸发器中进行二级蒸发浓缩；4）将二次蒸汽送至蒸汽洗涤塔中经蒸汽冷凝水洗涤后再经机械压缩机压缩并送入降膜蒸发器及强制循环蒸发器的加热室中；5）将步骤3）中得到的结晶饱和浓缩废水进行固液分离，得到结晶物与母液，母液循环送回强制循环蒸发器中继续蒸发。本发明的工艺中，蒸发过程产生的二次蒸汽通过机械压缩处理，使其再度应用于对蒸发器的加热，以降低蒸汽的补充量，节约能耗，降低了工艺成本。