CN102965506A - 苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法 - Google Patents

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Abstract

苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，包括原料准备和步骤：（1）原料准备：含铝的稀土溶液：pH≥4，REO30～300g/L;沉淀剂：苯甲酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸铵盐或苯甲酸中的一种或几种;（2）沉淀除铝：往含铝的稀土溶液中加入定量的沉淀剂，沉淀剂的用量是理论反应量的100～150%，产生苯甲酸铝沉淀，过滤分离得稀土滤液和苯甲酸铝渣，稀土滤液中Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比为10～50PPM。生产成本极低，生产过程简单，工艺可操作性强，降低环境污染，消除环保风险，产品质量优良，Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比可以为10～50PPM。

Description

苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法
方法领域
本发明涉及稀土溶液中除铝（Al3+）提纯稀土的工业化生产方法，特别是中重稀土如镨、钕、钇、镝等稀土提纯的工业化方法，属于稀土湿法冶金、化工、化学等领域。
背景方法
稀土被称为现代工业新材料的宝库，尤其在高技术方法应用中至关重要，比如荧光、永磁材料、特种玻璃、精密陶瓷、超导材料等，镨钕是永磁材料的关键和主要组份。铝是稀土产品的有害杂质，必须在生产过程中除去，高性能的稀土材料对铝的含量有严格要求，铝的含量在50PPM以下的稀土产品比普通稀土产品市场价格相差达数万元每吨。从稀土溶液中除铝且实现生产过程的无害化一直是稀土生产中的方法难题之一，传统的生产方法和通常采用的除铝方法主要有：
1、中和法
中和法除杂质是用氨、烧碱、碳酸钠或碳酸氢铵为中和剂，加到稀土溶液中进行中和，是溶液的PH =4～5，盐碱性弱的金属离子首先形成氢氧化物沉淀与溶液中的稀土离子分开。
中和法沉淀出去的杂质是在PH=5以下开始沉淀的金属离子，如Fe3+、Zr4+、Th4+、Co3+、Ce4+等，而Al3+、Be2+和Pb2+等的沉淀PH值与稀土RE3+接近，且由Al3+沉淀形成的Al（OH）3是一种胶体沉淀，过滤性能很差，很难用中和法将它们与稀土完全分开，要达到Al2O3在稀土产品中小于50PPM几乎是不可能完成的任务。
2、草酸盐沉淀法
草酸是净化稀土元素最普遍采用的沉淀剂。在水溶液中稀土和草酸反应生成不溶于水而微溶于酸的草酸稀土（RE2(C2O4)3·nH2O）。该工艺方法生产的稀土产品虽能达到Al2O3小于50PPM以下，该工艺方法存在草酸消耗量大，1吨稀土氧化物消耗草酸达1.35～1.5吨，草酸价格贵，仅原料消耗成本目前每吨稀土氧化物高达1.0～1.5万元；生产过程中产生大量含草酸的酸性废水，草酸有毒，每吨稀土氧化物产生有毒酸性废水达10m3以上，需处理后达标排放，此方法环保风险大，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简化，成本低廉，操作方便，经分离制得的稀土溶液中Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比为10～50PPM，且对环境无污染的从稀土溶液中除铝方法，以满足国内外高新方法产业对稀土产品的需要。
 
其工艺包括以下步骤：
苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，包括下列步骤：
（1）原料准备：
含铝的稀土溶液: PH≥4，REO30～300g/L;
沉淀剂：苯甲酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸铵盐或苯甲酸中的一种或几种;
（2）沉淀除铝
往含铝的稀土溶液中加入定量的沉淀剂，沉淀剂的用量是理论反应量的100～150%，产生苯甲酸铝沉淀，过滤分离得稀土滤液和苯甲酸铝渣，稀土滤液中Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比为10～50PPM。
上述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，包括回收苯甲酸，所述回收苯甲酸是指：调节沉淀除铝步骤所得的稀土滤液的PH值到PH≤2，析出苯甲酸，经分离得苯甲酸和稀土溶液，稀土溶液的铝含量为痕量。
上述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，包括再生苯甲酸，所述再生苯甲酸是指：将沉淀除铝步骤中分离所得的苯甲酸铝渣用稀酸洗涤，或者溶于稀酸，控制PH≤2，过滤分离得苯甲酸。
上述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，所述在含铝的稀土溶液中加入定量的沉淀剂后，反应条件为常压、温度0～100℃。
上述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，所述的沉淀剂为工业级产品或溶液。
上述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，所述沉淀剂包括回收或再生的苯甲酸。
本发明中所述铝含量是指Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比。
本发明中所述沉淀除铝的化学反应式为：Al3++3C7H5O2 -—→Al（C7H5O2）3↓
本发明的目的是这样实现的：
往含铝的稀土溶液中加入苯甲酸碱金属盐或苯甲酸，在PH≥4时，稀土溶液中的铝离子和苯甲酸跟离子生成不溶于水的苯甲酸铝沉淀，经分离以除去稀土溶液中的铝。
本发明所述苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法具有以下好处：
生产成本极低：通过对除铝沉淀后分离所得的稀土滤液和苯甲酸铝渣处理可实现苯甲酸再生、回收，反复使用，大幅减少作为沉淀剂的苯甲酸或苯甲酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸铵的消耗量，采用本发明时沉淀剂的消耗量只是少量的机械损失，沉淀剂原料成本大幅降低。
生产过程简单，工艺可操作性强：不需要加热、加压，可以在常温常压下进行，生产的苯甲酸铝沉淀方便采用过滤方法分离，设备投资少；生产操作方便，生产过程控制容易。
降低环境污染，消除环保风险：生产过程中所得的苯甲酸铝渣可以处理后回收成氯化铝、硫酸铝等产品，同时回收再生苯甲酸，可以变废为宝，充分利用资源;生产过程中无有害有毒废水产生。经除铝后的稀土溶液可以用现在常用的碳酸氢铵沉淀法生产稀土氧化物，产生的工业废水是氮肥，对环境无公害，可以应用于农业。
稀土回收率高，产品质量优良：除铝后的稀土溶液可采用碳酸氢铵和碳酸氢钠沉淀生产碳酸稀土，再灼烧生产氧化稀土，氧化稀土中Al2O3为痕量，Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比可以为10～50PPM。
附图说明：图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
实施例1
本发明实施例1苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法包括下列步骤：
（1）原料准备：
稀土溶液：经萃取分离生产的氯化镨钕溶液：稀土含量为Pr6O11+Nd2O3200g/l，PH4,20m3。
沉淀剂：工业级苯甲酸钠，按理论反应量的130%，准备265kg。
（2）沉淀除铝：
在稀土溶液中搅拌下，加入265kg苯甲酸钠，继续搅拌30分钟使反应充分，静置1～2小时，分离过滤得到苯甲酸铝渣和铝含量为痕量的氯化镨钕滤液。
对实施例1所得氯化镨钕滤液处理回收苯甲酸：将步骤（2）得到的铝含量为痕量的氯化镨钕滤液加入少量盐酸使PH1，静置1小时，分离过滤得苯甲酸和铝含量为痕量的稀土溶液，用该铝含量为痕量的稀土溶液，生产得到的氧化镨钕经实测分析：Al2O323PPM。。
对实施例1所得苯甲酸铝渣处理再生苯甲酸：将步骤（2）得到的苯甲酸铝渣置于稀盐酸溶液中，反应至PH稳定在PH1，静置1小时，过滤得苯甲酸。
实施例2
本发明实施例2苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法包括下列步骤：
（1）原料准备：
稀土溶液为经萃取分离生产的氯化钇溶液：稀土含量Y2O3180g/l，Al2O32g/l，PH4,10m3。
沉淀剂：按理论反应量的120%，准备苯甲酸180kg，用6%的氨水溶解180公斤苯甲酸至PH7～8，待完全溶解，得苯甲酸铵溶液。
（2）沉淀除铝：
在氯化钇溶液中搅拌下，加入步骤（1）配得的苯甲酸铵溶液，搅拌30分钟使反应充分，静置2小时，分离过滤得到苯甲酸铝渣和氯化钇稀土滤液。
（3）回收苯甲酸
将步骤（2）得到的氯化钇稀土滤液加入少量盐酸使PH1.5，静置1.5小时，分离过滤得苯甲酸和铝含量为痕量的稀土溶液。
（4）再生苯甲酸
将步骤（2）得到的苯甲酸铝渣置于稀盐酸溶液中，反应至PH稳定在PH1.5，静置1.5小时，分离过滤得苯甲酸。
用上述步骤（3）制得的铝含量为痕量的稀土溶液，经碳酸氢铵沉淀，灼烧后生产氧化钇，经实测分析：Al2O318.3PPM。
实施例3
本发明实施例3苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法包括下列步骤：
（1）原料准备：
稀土溶液为经萃取分离生产的氯化钕溶液：稀土含量Nd2O3200g/l，Al2O32g/l，PH4,10m3。
沉淀剂：按理论反应量的120%，准备苯甲酸180kg
（2）沉淀除铝：
在氯化钇溶液中搅拌下，缓慢加入步骤（1）的苯甲酸，同时加少量氨水调PH4.5，继续搅拌30分钟使反应充分，静置2小时，分离过滤得到苯甲酸铝渣和氯化钕稀土滤液。
（3）回收苯甲酸
将步骤（2）得到的氯化钕稀土滤液加入少量盐酸使PH1.0，静置1.5小时，分离过滤得苯甲酸和铝含量为痕量的稀土溶液。
（4）再生苯甲酸
将步骤（2）得到的苯甲酸铝渣置于稀盐酸溶液中，反应至PH稳定在PH1.5，静置1小时，分离过滤得苯甲酸。
用上述步骤（3）制得的铝含量为痕量的稀土溶液，经碳酸氢铵沉淀，灼烧后生产氧化钕，经实测分析：Al2O318.5PPM。
上述实施例是在常温、常压下进行的。在常压下， 0℃，10℃，30℃，50℃，80℃，100℃重复上述实施例，结果无明显变化。
上述事实例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例，凡基于上述内容所实现的方法均属于本发明的范围。 

Claims (6)

1.苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，包括下列步骤：
（1）原料准备：
含铝的稀土溶液: PH≥4，REO30～300g/L;
沉淀剂：苯甲酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸铵盐或苯甲酸中的一种或几种;
（2）沉淀除铝
往含铝的稀土溶液中加入定量的沉淀剂，沉淀剂的用量是理论反应量的100～150%，产生苯甲酸铝沉淀，过滤分离得稀土滤液和苯甲酸铝渣，稀土滤液中Al2O3与稀土氧化物REO的重量百分比为10～50PPM。
2.根据权利要求1所述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，其特征在于包括回收苯甲酸，所述回收苯甲酸是指：调节沉淀除铝步骤所得的稀土滤液的PH值到PH≤2，析出苯甲酸，经分离得苯甲酸和稀土溶液，稀土溶液的铝含量为痕量。
3.根据权利要求1所述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法，其特征在于包括再生苯甲酸，所述再生苯甲酸是指：将沉淀除铝步骤中分离所得的苯甲酸铝渣用稀酸洗涤，或者溶于稀酸，控制PH≤2，过滤分离得苯甲酸。
4.根据权利要求1所述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，其特征在于：所述在含铝的稀土溶液中加入定量的沉淀剂后，反应条件为常压、温度0～100℃。
5.根据权利要求1，2，3或4所述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，其特征在于：所述的沉淀剂为工业级产品或溶液。
6.根据权利要求5所述的苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝技术，其特征在于：所述沉淀剂包括回收或再生的苯甲酸。
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