CN104232948A

CN104232948A - 一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法

Info

Publication number: CN104232948A
Application number: CN201410532041.5A
Authority: CN
Inventors: 李新冬; 黄万抚; 陈园园; 文金磊; 汪小凤; 梁娟
Original assignee: Jiangxi University of Science and Technology
Current assignee: Jiangxi University of Science and Technology
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: CN104232948B

Abstract

一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体为以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5～5.5，用2.2～2.8gHD325离子交换树脂进行动态吸附处理稀土；吸附处理时控制浸出液流速10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间4－8分钟；然后将吸附的稀土用重量百分比浓度5％～7％的盐酸以6～8mL/min的流速进行100～145min的解吸，回收得到稀土。本发明可对低浓度稀土浸出液进行有效地吸附及解析回收，其工艺流程短，药剂用量少且对后续处理工艺带来的负荷小，生产成本低。

Description

一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法

技术领域

本发明涉及矿产资源综合利用领域的离子型稀土矿提取工艺技术，具体地说是一种从离子型稀土低浓度浸出矿液中回收稀土的方法。

背景技术

离子吸附型稀土矿是我国特有的稀土资源，但由于近半个世纪的超强度开采，富矿被迅速开采利用，导致我国稀土资源工业探明储量逐年下降，稀土资源加速衰减，许多地区稀土资源接近枯竭，带来的突出问题是浸出液稀土浓度低，一般仅为0.5～1.0g/L。

目前从离子吸附型稀土矿浸出液中回收稀土的主要工艺包括沉淀法、沉淀-浮选法、溶剂萃取法、液膜法。沉淀法中常用的草酸沉淀法因其昂贵的药剂成本及草酸有毒对环境造成污染，目前几乎很少应用于工业生产中。碳酸氢铵沉淀法，在目前稀土矿山应用较为广泛，但其与草酸沉淀法都无法实现连续生产，得建沉淀池，生产周期长，对低浓度的稀土浸出液回收成本高，因此低浓度的稀土浸出液没有得到回收，且得到的氧化稀土仍需酸溶制成稀土溶液。离子型稀土低浓度浸出液由于稀土浓度低，如果采用沉淀法处理，一是无法满足后续沉淀工艺要求或造成沉淀工艺成本增加且稀土损失增大；二是稀土矿浸出液的体积很大，沉淀法处理工艺超负荷；三是稀土矿浸出尾液中的稀土未回收，在原地浸出工艺中，当浸出液中的稀土含量很低，采用沉淀工艺无法回收时，这时的浸出液作为尾液，不再回收稀土，导致稀土浪费。沉淀-浮选法虽然设备简单，操作方便，效率高，但存在浮选过程中会有稀土损失，或杂质一起浮上来，捕收剂的选择性不好和用量较大等问题。溶剂萃取法虽然可直接生产可溶性的稀土盐或稀土溶液，省去了氧化稀土酸溶等的工序，但对于浓度低杂质含量高的稀土浸出液，萃取过程中有机相会夹带大量的杂质，得到的产品杂质含量高纯度很低，且体系的pH值对萃取过程影响较大。液膜法对低浓度的稀土浸出液的富集效果好且回收率高，但浸出液中的杂质离子容易进入膜内相，而且膜内相的酸度非常高，破乳后得到的稀土产品无法直接作为后续萃取分离厂的原料等问题。

离子吸附型稀土矿浸出液的化学组成复杂，有如下特性：①浓度非常低，浸出液的稀土浓度一般为0.5－1g/L，而如果要进行萃取分离作业，浸出液的稀土浓度需要达到250g/L，这就给后续稀土的回收带来诸多问题，且不利于提高稀土的回收率；②杂质铝、铁、硅等含量高，用草酸沉淀，生成可溶的配合物RE[Al(C2O4)3]等，增大草酸的耗量，稀土收率大大降低；若用NH4HCO3沉淀，杂质会生成共沉物，影响稀土产品的纯度；③日处理量大，浸出的溶液体积很大，通常都要建多个沉淀池，进行稀土除杂及沉淀，后处理作业的负荷大。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可有效回收离子吸附型稀土矿矿山未综合利用的离子吸附型稀土矿浸出液中的稀土，且工艺流程短、富集比高、回收率高的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.2～2.8gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为4－8分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度5％－7％的盐酸以6－8mL/min的流速进行100－145min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.3～0.5g/L。

本发明在吸附处理时，控制穿漏吸附容量为150.83－198.66mL/g，离子交换柱的利用率为58.07－67.68％，稀土的吸附率为99％以上。解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为8－10，解吸率为81.45－90.84％，稀土回收率为80.64－90.11％。解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度5－7％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行5－7次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。

本发明根据离子交换树脂的优良吸附-解吸性质及可再生的特性，采用HD325离子交换树脂，采用离子交换技术回收离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中的稀土，可对低浓度稀土浸出液进行有效地吸附及解析回收，提高稀缺矿产资源资源的利用率。本发明工艺流程短，省去了现有处理技术进入稀土萃取分离前的沉淀、灼烧和酸溶等工序，药剂用量少且对后续处理工艺带来的负荷小，生产成本低。本发明还能有效地除去浸出液中的氨、氮，减少对环境的污染。

具体实施方式

实施例一

从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.6gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为5－6分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度6％的盐酸以7－8mL/min的流速进行125－128min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.4g/L。

在一般情况下，浸出液中稀土浓度低于1g/L时，不仅消耗草酸多，而且稀土沉淀率也低，因此这种低浓度的浸出尾液用现有技术难以回收利用。本发明采用的HD325离子交换树脂是一种强碱性阴离子交换树脂，其结构为一种带有功能基团的网状结构的多功能高分子化合物，其结构为不溶性的三维空间网状高分子骨架，连接在骨架上的功能基团为交换离子，功能基团所带的相反离子可以交换稀土溶液中的同性离子。

本发明在吸附处理时，控制穿漏吸附容量为150.83－198.66mL/g，离子交换柱的利用率为58.07－67.68％，稀土的吸附率为99％以上。解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为10，解吸率为81.45－90.84％，稀土回收率为80.64－90.11％。解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度7％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行6－7次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。树脂的再生效果良好。

HD325对稀土离子具有较快的吸附速率，可用盐酸或氯化钠或铵盐方便的解吸，使用重量百分比浓度5％－7％的盐酸进行解吸，有利于树脂的再生和重复循环利用。

采用本发明方法，稀土回收率通常可达90％以上，且稀土离子浓缩至2g/L以上。

实施例二

从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.2gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为6分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度5％的盐酸以7mL/min的流速进行130min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.35g/L。在吸附处理时，控制穿漏吸附容量为188.66mL/g，离子交换柱的利用率为58.07－60.25％，稀土的吸附率为99％以上。解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为10，解吸率为81.45－85.82％，稀土回收率为80.64－83.12％。解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度5％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行6-7次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。

实施例三

从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.5gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为4分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度6％的盐酸以8mL/min的流速进行100min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.3g/L。在吸附处理时，控制穿漏吸附容量为150.83—155.21mL/g，离子交换柱的利用率为60.15－65.56％，稀土的吸附率为99％以上。解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为8，解吸率为84.26－87.61％，稀土回收率为84.67－88.36％。解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度7％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行5-6次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。

实施例四

从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.8gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为8分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度7％的盐酸以6mL/min的流速进行145min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.5g/L。在吸附处理时，控制穿漏吸附容量为190.12—198.66mL/g，离子交换柱的利用率为65.76－67.68％，稀土的吸附率为99％以上。解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为9，解吸率为87.50－90.84％，稀土回收率为88.20－90.11％。解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度6％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行6次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。

Claims

1.一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，其特征在于，该方法是采用HD325离子交换树脂R-N⁺(CH₃)₃OH^-作为吸附材料，对离子吸附型稀土矿低浓度稀土浸出液进行吸附-解吸处理，回收低浓度稀土浸出液中的稀土；具体方法为：以重量份数1kg的低浓度稀土浸出液为主要原材料，用盐酸或硫酸调整浸出液pH为4.5－5.5，用2.2～2.8gHD325离子交换树脂作为吸附材料进行动态吸附处理稀土；吸附处理时，控制浸出液的流速为10ML/min，浸出液与HD325离子交换树脂动态吸附接触时间为4－8分钟；然后将已经吸附的稀土用重量百分比浓度5％－7％的盐酸以6－8mL/min的流速进行100－145min的解吸，回收得到稀土；所述的低浓度稀土浸出液浓度为0.3～0.5g/L。

2.根据权利要求1所述的一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，其特征在于，吸附处理时，控制穿漏吸附容量为150.83－198.66mL/g，离子交换柱的利用率为58.07－67.68％，稀土的吸附率为99％以上。

3.根据权利要求1所述的一种从离子型稀土低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，其特征在于，解吸处理时，控制累积交后液富集倍数为8－10，解吸率为81.45－90.84％，稀土回收率为80.64－90.11％。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种从离子吸附型稀土矿低浓度浸出液中回收稀土的工艺方法，其特征在于，解吸处理完毕后，再用重量百分比浓度5－7％的盐酸溶液对HD325离子交换树脂进行5－7次脱附再生，至树脂再生效率达95％以上。