CN103266224B - 一种离子吸附型稀土提取方法 - Google Patents

一种离子吸附型稀土提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种离子吸附型稀土提取方法，包括用硫酸镁、或硫酸镁和/或硫酸铁、或硫酸镁和/或硫酸铝为主成分的水溶液作为浸矿剂，浸出离子吸附型稀土矿，稀土矿中的稀土离子与镁、铁、铝等离子进行交换而溶解进入浸出液，采用氢氧化镁或氧化镁或碳酸镁为沉淀剂，生成稀土氢氧化物或碳酸稀土。本发明方法工艺简单，对原料的适应性强，能够经济有效地从离子吸附型稀土矿中浸取稀土，彻底摒弃现有浸取工艺产生的氨氮污染问题，是一种清洁生产工艺。

Description

一种离子吸附型稀土提取方法
技术领域
本发明涉及一种稀土提取方法，特别涉及一种离子吸附型稀土的提取方法。
背景技术
我国有极其丰富的稀土资源，稀土储量约占世界稀土的36％，产量占世界需求量的97％，其中离子吸附型稀土已探明储量只有148万吨，仅占世界稀土资源工业储量的1.4％左右，离子吸附型稀土是稀土元素不以矿物相形式存在、而呈离子状态吸附于粘土矿物中的一种稀土矿。由于资源储量小、分布集中以及配分全、高附加值元素含量高、放射性比度低、高科技应用尤其是军事应用元素多、综合利用价值大等特点，离子吸附型稀土价值宝贵，世界稀缺，我国独具优势，已列入国家重要战略资源。
目前，离子型稀土矿多以硫酸铵等氨性溶液作为浸矿剂，碳酸氢铵作为沉淀试剂，每开采一吨稀土，消耗硫酸铵约7吨、碳铵约3.5吨，产生的含氨氮废水约1000-1200立方米，矿山氨氮排放严重危害周边生态环境；另一方面，原地浸矿造成浸矿剂硫酸铵滞留于山体或进入地下水系统，对地下水系统构成潜在的威胁。如专利申请201010128302.9提出，采用硫酸镁与硫酸铵或氯化铵混合溶液、氯化镁与氯化铵或硫酸铵混合溶液、或氯化镁或/和氯化钙溶液作为浸矿剂，用于离子型稀土原矿浸取，可以取得一定的浸矿效果，得到含REO0.3-2.5g/L的稀土浸出液。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种离子吸附型稀土提取工艺，该方法不用氨性溶液作为浸矿剂，原料适应性强，效率高，成本低，无氨氮污染。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种离子吸附型稀土提取方法，包括以下步骤：
(1)以硫酸镁、硫酸铁或/和硫酸铝溶液作为浸出液对离子吸附型稀土进行浸出，稀土矿中的稀土以离子形态进入浸出液；
(2)固液分离后，向步骤(1)中的浸出液加入除杂剂，使浸出液中的铁、铝等杂质沉淀析出；
(3)步骤(2)液固分离后，沉淀物用硫酸溶解得到硫酸铁、硫酸铝溶液返回浸矿。
较佳的，步骤(3)中沉淀时间1小时，温度为40℃，沉淀终点pH值控制为3.5-4。
较佳的，所述浸出液为质量百分浓度为0.01％-10％的硫酸镁水溶液、或0.01％-10％的硫酸铁水溶液、或0.01％-10％硫酸铝水溶液、或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铁混合水溶液，或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铝混合水溶液、或0.01％-10％硫酸铁加硫酸铝混合水溶液、或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铁加硫酸铝混合水溶液；优选0.01％-10％的硫酸镁水溶液。
较佳的，所述除杂剂为碳酸镁、氢氧化镁和/或氧化镁；优选氢氧化镁。
较佳的，所述除杂剂在所述浸出液中的质量浓度为0.001％，优选0.005％，浓度的上限为所述除杂剂在浸出液中的溶解度。
除杂剂甚至可以以固体形式加入到浸出液中。所获得的杂质铁、铝的沉淀物经常规的过滤、洗涤后，用硫酸溶解，所得溶液返回浸矿。
本发明的优点是：利用硫酸镁、硫酸铁、硫酸铝作为浸出剂，用于离子型稀土原矿浸取，不用添加任何含氨试剂，仅用其中任意一种作为浸矿剂即可达到很好的浸出效果，浸出液含REO浓度最高可达4g/L，也可以使用上述3种试剂的任意组合作为浸矿剂，能够达到同样的浸矿效果。同时浸出液中杂质离子铁、铝沉淀后用硫酸溶解可以返回浸矿。本发明方法稀土浸出率高达175.22％，杂质铁、铝沉淀率高达99.9％。
具体实施方式
实施例1：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.34％，取500克稀土矿装入的有机玻璃柱，以854ml质量百分浓度为1％的硫酸镁水溶液作为浸出剂，进行柱浸，浸矿结束后用500ml纯水洗涤，浸出液平均含REO浓度2.98g/L，液计稀土浸出率175.22％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的氢氧化镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为3.5，杂质铁、铝沉淀率为99.5％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例2：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.34％，取10克稀土矿装入的有机玻璃柱，以50ml质量百分浓度为3％的硫酸镁水溶液作为浸出剂，进行柱浸，浸矿结束后用50ml纯水洗涤，浸出液平均稀土离子浓度0.50g/L，稀土浸出率91.00％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的碳酸镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为3.5，杂质铁、铝沉淀率为99.6％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例3：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.074％，取100克稀土矿装入的有机玻璃柱，以100ml质量百分浓度为3％的硫酸铁水溶液作为浸出剂，进行柱浸，浸矿结束后用100ml纯水洗涤，浸出液平均稀土离子浓度0.48g/L，稀土浸出率100.54％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的氢氧化镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为4，杂质铁、铝沉淀率为99.9％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例4：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.074％，取100克稀土矿装入的有机玻璃柱，以100ml质量百分浓度为2％的硫酸铝水溶液作为浸出剂，进行柱浸，浸矿结束后用100ml纯水洗涤，浸出液平均稀土离子浓度0.52g/L，稀土浸出率108.92％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的氧化镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为3.5，杂质铁、铝沉淀率为99.7％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例5：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.074％，取100克稀土矿装入的有机玻璃柱，以100ml质量百分浓度为2％MgSO4+0.1％Fe2(SO4)3的水溶液柱浸稀土矿，浸出液平均稀土离子浓度分别为0.43g/L，稀土浸出率分别为94.72％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的碳酸镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为3.5，杂质铁、铝沉淀率为99.5％，沉淀物用体积10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例6：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.074％，取100克稀土矿装入的有机玻璃柱，以100ml质量百分浓度为2％MgSO4+0.1％Al2(SO4)3水溶液、柱浸稀土矿，浸出液平均稀土离子浓度分别为0.47g/L，稀土浸出率分别为102.89％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的碳酸镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为4，杂质铁、铝沉淀率为99.8％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。
实施例7：
离子吸附型稀土矿成分：REO0.074％，取100克稀土矿装入的有机玻璃柱，以100ml质量百分浓度为2％MgSO4+0.1％Fe2(SO4)3+0.1％Al2(SO4)3水溶液柱浸稀土矿，浸出液平均稀土离子浓度分别为0.46g/L，稀土浸出率为98.22％。向浸出液中加入等体积的质量百分浓度0.01％的碳酸镁水溶液进行除杂。沉淀时间1小时，温度为40℃。沉淀终点pH值控制为3.5，杂质铁、铝沉淀率为99.7％，沉淀物用体积比10％的硫酸溶液溶解后返回浸矿。

Claims (1)

1.一种离子吸附型稀土提取方法，包括以下步骤：
(1)以硫酸镁、硫酸铁或/和硫酸铝溶液作为浸出液对离子吸附型稀土进行浸出，稀土矿中的稀土以离子形态进入浸出液；
(2)固液分离后，向步骤(1)中的浸出液加入除杂剂，使浸出液中的铁和铝杂质沉淀析出；
(3)步骤(2)液固分离后，沉淀物用硫酸溶解得到硫酸铁、硫酸铝溶液返回浸矿；
其中，步骤(2)中时间1小时，温度为40℃，沉淀终点pH值控制为3.5-4；
所述浸出液为质量百分浓度0.01％-10％的硫酸镁水溶液、或0.01％-10％的硫酸铁水溶液、或0.01％-10％硫酸铝水溶液、或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铁混合水溶液，或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铝混合水溶液、或0.01％-10％硫酸铁加硫酸铝混合水溶液、或0.01％-10％硫酸镁加硫酸铁加硫酸铝混合水溶液；
所述除杂剂为碳酸镁、氢氧化镁和/或氧化镁；
所述除杂剂的在所述浸出液中的质量百分浓度至少为0.001％，浓度的上限为除杂剂在水中的溶解度。
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