CN102041389A - 一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法 - Google Patents

一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法 Download PDF

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Abstract

一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法，用碳酸稀土沉淀上清液制备高浓度稀土无机酸溶液，形成浓度为1.0～1.5mol/l的稀土氯化物溶液，用洗涤碳酸稀土产品的溶液，配制碳酸氢铵沉淀剂的浓度为8％～30％，搅拌上述制备的稀土氯化物溶液，在搅拌时通过控制加料方式以1～10升/分钟的速度加入重量百分比浓度为8％～30％的沉淀剂溶液，沉淀剂的加入量为所溶解稀土氧化物重量的1.1～1.8倍，在沉淀过程中保持体系的温度50～85℃，将沉淀产物陈化0.5～1.0小时；结束后，将离心脱水，再用去离子水淋洗洗涤稀土碳酸盐中的氯根等杂质离子，淋洗水用量为8m3/tREO，离心脱水10～20min。该技术操作简单，提高了沉淀料液的浓度及设备的利用率，且较易实现工业生产。由于本技术采用较高的反应温度等碳酸稀土沉淀工艺条件，所得稀土碳酸盐不仅品质高，而且稀土品位在50％以上，沉淀性能好。

Description

一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法
技术领域
本发明专利涉及一种稀土碳酸盐及循环碳酸稀土沉淀废液，是一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产高品质(Cl-＜0.03％)碳酸稀土的方法。属于稀土湿法冶金领域中的稀土盐类制备部分。
背景技术
稀土元素由于其结构的特殊性而具有诸多其它元素所不具备的光、电、磁等特性，从而成为高科技领域中不可缺少的“现代工业维生素”。作为制备能用于高新技术的新材料的原料稀土，质量要求非常高，除去稀土产品纯度、配分等指标外，稀土产品中的非稀土杂质离子如Cl-、Zn2+、Mg2+、Ca2+等也要求非常低。
稀土湿法冶金萃取分离单一稀土工艺中多采用氯化物体系，目前用稀土氯化物溶液中沉淀稀土(同时去除非稀土杂质离子)主要用碳酸氢铵(或碳酸氢钠)作沉淀剂。碳酸氢铵是一种价廉易得的工业产品，成本低，稀土收率高。但为了生成结晶碳酸稀土而析出非稀土杂质离子，现工业生产中常采用降低沉淀料液浓度(20～80g/l)的方法生产高品质(低杂质离子)碳酸盐产品，故碳酸稀土沉淀工艺用水量大，排水量大，相应能耗也大，且生产效率低。
随着《稀土工业污染物排放标准》的实施，现稀土湿法冶炼碳酸盐生产过程中不仅废水中氨氮含量低，不易回收，而且单位产品基准用水量、排水量远高于标准(30m3/tREO)。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产高品位碳酸稀土的方法。重点解决目前碳酸稀土沉淀工艺用水量大，排水量大的问题，解决高浓度料液一次碳酸稀土沉淀生产高品质稀土碳酸盐的工艺方法。
本发明采用的技术方案是，利用一种循环碳酸稀土沉淀废液生产高品质碳酸稀土的方法，其特征在于该法包括以下工艺步骤：
(1)用碳酸稀土沉淀上清液制备高浓度稀土无机酸溶液，形成浓度为1.0～1.5mol/l的稀土氯化物溶液；
(2)用洗涤碳酸稀土产品的溶液(称淋洗液)配制碳酸氢铵沉淀剂的浓度为8％～30％；
(3)搅拌上述制备的稀土氯化物溶液，在搅拌时通过控制加料方式以1～10升/分钟的速度加入重量百分比浓度为8％～30％的沉淀剂溶液，沉淀剂为碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸氢钠的一种，沉淀剂的加入量为所溶解稀土氧化物重量的1.1～1.8倍；以形成稀土碳酸盐沉淀；在沉淀过程中保持体系的温度在50～85℃；
(4)沉淀结束后，保持温度50～85℃，将沉淀产物陈化0.5～1.0小时；
(5)结束后，将离心脱水，再用去离子水淋洗洗涤稀土碳酸盐中的氯根等杂质离子，淋洗水用量为8m3/tREO，离心脱水10～20min；
(6)将所得稀土碳酸盐冷却后即得到低氯根高品质的稀土产品。
附图说明
本图为发明碳酸稀土沉工艺流程图
用碳酸稀土沉淀上清液调配料液浓度至1.0-1.5mol/l，用碳酸盐淋洗废水配制碳酸氢铵(碳酸氢钠)溶液，将配置好的制碳酸氢铵(碳酸氢钠)溶液缓慢加入到料液沉淀槽进行碳酸稀土沉淀，至终点pH值为7时，停止搅拌澄清，待澄清后虹吸上清液至回收槽，其中一部分上清液回去调配料液，另一部分经除杂后进行回收；将碳酸稀土浆液离心甩料，且用离子交换水淋洗合格后制备出碳酸稀土产品，回收碳酸盐淋洗废水去配制碳酸氢铵(碳酸氢钠)溶液。
与现有碳酸稀土沉淀技术相比，采取循环回用碳酸稀土沉淀废液高浓度料液一次完全沉淀方法生产高品位碳酸稀土，不仅降低了碳酸稀土沉淀工艺中的排水量，同时降低了单位稀土化合物碳酸稀土沉淀生产的耗水、耗能量，而且实现了高浓度料液一次沉淀生产高品位碳酸稀土。该技术操作简单，由于提高了沉淀料液的浓度，大大提高了设备的利用率，且较易实现工业生产。由于本技术采用较高的反应温度等碳酸稀土沉淀工艺条件，所得稀土碳酸盐不仅品质高，而且稀土品位在50％以上，沉淀性能好。
具体实施方式
实施例1
制备稀土镧铈镨钕碳酸盐，以镧铈镨钕碳酸稀土沉淀上清液调配镧铈镨钕氯化稀土，浓度为1.27mol/l，开启搅拌，通蒸汽加热至50～85℃，体积为1500L，缓慢加入碳酸氢铵至溶液反应终点PH≈7，陈化0.5～1小时，虹吸上清液，离心少钕碳酸稀土且用去离子水淋洗少钕碳酸稀土，淋洗水温度为50～85℃，淋洗10～20min，淋洗水用量为2.5～5m3，再离心甩干10～20min，所得少钕碳酸稀土质量指标：REO：48.29％，Fe：0.004％，Cl-：0.027％，CaO：0.017％，MgO：0.0001％，ZnO：0.0003％，Na2O：0.0008％，Al2O3：0.004％。
实施例2
制备稀土镧碳酸盐
以碳酸镧沉淀上清液调配氯化镧溶液浓度至1.36mol/l，配制体积为2000L溶液于20m3反应罐中，搅拌条件下通蒸汽加热氯化镧溶液至50～85℃，缓慢加入碳酸氢铵溶液至上清液PH≈7，陈化0.5～1小时，虹吸上清液，离心碳酸镧浆液，用去离子水淋洗碳酸镧，洗水温度50～85℃，淋洗10～20min，淋洗水用量为3.6～7.2m3，再离心甩干10～20min，所得碳酸镧质量指标：REO：48.79％，Fe2O3：0.002％，Cl-：0.039％，SO4 -：0.01％，CaO：0.022％，MgO＜0.0001％，ZnO：0.0002％，Na2O：0.00038％，Al2O3：0.0004％。
实施例3
制备稀土钕碳酸盐
将1000L浓度为1.67mol/l氯化钕料液打入16m3反应罐中，加碳酸钕上清液调配料液浓度为1.0mol/l，搅拌条件下通蒸汽加热氯化钕溶液至50～85℃，缓慢加入碳酸氢铵溶液至碳酸稀土沉淀上清液PH≈7，陈化0.5～1小时，虹吸上清液并离心碳酸钕浆液，用去离子水淋洗碳酸钕，洗水温度50～85℃，淋洗10～20min，淋洗水用量为2.2～4m3，再离心甩干10～20min，所得碳酸钕质量指标：REO：51.56％，Fe2O3：0.003％，Cl-：0.02％，CaO：0.00021％，MgO：0.0001％，ZnO：0.0001％，Al2O3：0.0064％。
实施例4
制备稀土镧铈镨钕分组碳酸盐
以镧铈镨钕分组碳酸稀土沉淀上清液调配镧铈镨钕分组氯化稀土溶液，浓度为1.27mol/l，开启搅拌，通蒸汽加热至50～85℃，体积为1500L，缓慢加入碳酸氢钠至溶液反应终点PH≈7，陈化0.5～1小时，虹吸上清液，离心镧铈镨钕分组碳酸稀土且用去离子水淋洗，淋洗水温度为50～85℃，淋洗10～20min，淋洗水用量为2.5～5m3，再离心甩干10～20min，所得分组碳酸稀土质量指标：REO：48.29％，Fe：0.004％，Cl-：0.039％，CaO：0.029％，MgO：0.00037％，ZnO：0.00039％，Na2O：0.0084％，Al2O3：＜0.01％。

Claims (2)

1.一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法，其特征在于该法包括以下工艺步骤：
(1)用碳酸稀土沉淀上清液制备高浓度稀土无机酸溶液，形成浓度为1.0～1.5mol/l的稀土氯化物溶液；
(2)用洗涤碳酸稀土产品的溶液(称淋洗液)配制碳酸氢铵沉淀剂的浓度为8％～30％；
(3)搅拌上述制备的稀土氯化物溶液，在搅拌时通过控制加料方式以1～10升/分钟的速度加入重量百分比浓度为8％～30％的沉淀剂溶液，沉淀剂为碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸氢钠的一种，沉淀剂的加入量为所溶解稀土氧化物重量的1.1～1.8倍；以形成稀土碳酸盐沉淀；在沉淀过程中保持体系的温度在50～85℃；
(4)沉淀结束后，保持温度50～85℃，将沉淀产物陈化0.5～1.0小时；
(5)结束后，将离心脱水，再用去离子水淋洗洗涤稀土碳酸盐中的氯根等杂质离子，淋洗水用量为8m3/tREO，离心脱水10～20min。
2.根据权利要求1所述的一种循环回用碳酸稀土沉淀废液生产碳酸稀土的方法，其特征在于：用碳酸稀土沉淀上清液调配料液浓度至1.0-1.5mol/l，用碳酸盐淋洗废水配制碳酸氢铵、碳酸氢钠溶液，将配置好的制碳酸氢铵、碳酸氢钠溶液缓慢加入到料液沉淀槽进行碳酸稀土沉淀，至终点pH值为7时，停止搅拌澄清，待澄清后虹吸上清液至回收槽，其中一部分上清液回去调配料液，另一部分经除杂后进行回收。
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