CN105177324A - 一种从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,包括如下步骤:步骤一,将硅酸钠与真空钙热还原稀土渣粉末混合均匀;步骤二,将步骤一得到的混合物置于高温炉中焙烧;步骤三,将步骤二得到的焙烧渣用水浸出,然后过滤、烘干;步骤四,将烘干后的焙烧渣置于盐酸溶液中,过滤后得到含稀土的滤液。采用硅酸钠焙烧-酸浸的方法,高效、彻底地提取了钙热还原稀土渣中的稀土,最高浸出率超过99%,大大优于现行工艺的处理效果,工艺简单,便于操作。
Description
技术领域
本发明属于工业废渣处理技术领域,具体涉及到从工业废渣中回收稀土的方法。
背景技术
真空热还原工艺是生产稀土金属的常用方法。一般来说,高熔点稀土金属(如Ga、Tb、Dy、Ho、Er、Y、Lu金属、Tb-Dy合金等)生产时常采用金属钙为还原剂,原料主要为稀土氟化物,由此产生的还原炉渣主要成分为CaF2,且其中含有5%~8%的稀土(REO计),该稀土主要为稀土金属、稀土氧化物和稀土氟化物。这些还原炉渣历来都是当作工业垃圾或废弃物来处理,严重浪费了稀土资源。因此,开展从钙热还原稀土渣中回收稀土的研究,变废为宝,可以提高宝贵稀土资源的利用率,对实现稀土资源可持续发展具有重要意义。
钙热还原稀土渣变废为宝的难点在于如何从钙热还原稀土渣中高效提取稀土,目前国内相关研究较少。从现有的研究来看,钙热还原稀土渣中的稀土金属和稀土氧化物较易提取,如陈冬英等(陈冬英,欧阳红,卢能迪.真空钙热还原炉渣的综合利用研究[J].江西有色金属,2004,03:27-30.)对含稀土5%~7%的钙热还原稀土渣采用混合酸浸出处理,其稀土回收率为65.41%,但酸浸渣中仍含有2.28%左右的稀土,其原因主要是钙热还原渣中以氟化物形式存在的稀土难以被酸浸出。因此,如何从钙热还原渣中高效、彻底的提取稀土,关键在于其中氟化稀土的提取。我们发现焙烧时,在钙热还原渣中加入的硅酸钠可夺取氟化稀土当中的氟,使氟化稀土转变为易于被盐酸浸出的稀土,如下式所示:
9CaCO3+4REF3+6Na2SiO3+3CaF2=2RE2O3+12NaF+3(3CaO2SiO2CaF2)+9CO2
发明内容
本发明的目的在于提供一种。
为实现上述目的,本发明提供一种从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,包括如下步骤:
步骤一,将硅酸钠与真空钙热还原稀土渣粉末混合均匀;
步骤二,将步骤一得到的混合物置于高温炉中焙烧;
步骤三,将步骤二得到的焙烧渣用水浸出,然后过滤、烘干;
步骤四,将烘干后的焙烧渣置于盐酸溶液中,过滤后得到含稀土的滤液。
其中,所述真空钙热还原稀土渣中包含稀土氧化物、稀土氟化物、碳酸钙和氟化钙,当中的稀土氟化物难以用盐酸直接浸出。
其中,在所述步骤一中,钙热还原稀土渣粉末与硅酸钠的质量比为1:0.5~1:2。
其中,在所述步骤二中,反应过程中,保持高温炉中的温度为600~1000℃,焙烧时间为0.5~3h。
其中,在所述步骤四中,所述盐酸溶液的浓度为0.5~6mol/L,液体体积与固体质量之比为20:1~5:1;焙烧渣与盐酸溶液的反应温度为室温~90℃,反应时间为0.5~4h。
本发明的有益效果是:本发明提供的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,具有以下优点:采用硅酸钠焙烧-酸浸的方法,高效、彻底地提取了钙热还原稀土渣中的稀土,最高浸出率超过99%,大大优于现行工艺的处理效果,工艺简单,便于操作。
附图说明
图1为本发明提供的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。
参阅图1,本发明提供的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,包括如下步骤:
步骤一,将钙热还原稀土渣粉末与硅酸钠按质量比为1:0.5~1:2混合均匀;
步骤二,将步骤一得到的混合物置于高温炉中焙烧;控制反应温度为600~1000℃,焙烧时间为0.5~3h;
在此步骤中,所发生的化学反应为:
9CaCO3+4REF3+6Na2SiO3+3CaF2=2RE2O3+12NaF+3(3CaO2SiO2CaF2)+9CO2;
步骤三,将步骤二得到的焙烧渣用水浸出,然后过滤、烘干;所得的渣主要含3CaO2SiO2CaF2和RE2O3;
步骤四,将烘干后的焙烧渣置于盐酸溶液中浸出,过滤后得到含稀土的滤液;其中,盐酸溶液的浓度为0.5~6mol/L,液体体积与固体质量之比为20:1~5:1;焙烧渣与盐酸溶液的反应温度为室温~90℃,反应时间为0.5~4h。
下面为具体的实施例说明。
实施例1:
取钙热还原稀土渣50g,其中REO的含量为5.61%,硅酸钠与还原渣质量比为1.5:1,焙烧温度850℃,焙烧反应完1.5h取出,水浸焙烧渣后过滤、烘干,滤渣在盐酸浓度3mol/L、液固比20:1、反应温度为50℃的条件下浸出1.5h,过滤烘干测得渣中稀土含量为0.29%,稀土的浸出率为98.65%。
实施例2:
取钙热还原稀土渣100g,其中REO的含量为5.61%,硅酸钠与还原渣质量比为1:1,焙烧温度1000℃,焙烧反应完2h取出,水浸焙烧渣后过滤、烘干,滤渣在盐酸浓度4mol/L、液固比9:1、反应温度为70℃的条件下浸出3h,过滤烘干后测得渣中稀土含量为0.16%,稀土的浸出率为99.36%。
实施例3:
取钙热还原稀土渣150g,其中REO的含量为5.61%,硅酸钠与还原渣质量比为0.5:1,焙烧温度750℃,焙烧反应完3h取出,水浸焙烧渣后过滤、烘干,滤渣在盐酸浓度0.5mol/L、液固比5:1、室温的条件下浸出4h,过滤烘干后测得渣中稀土含量为2.11%,稀土的浸出率为92.14%。
实施例4:
取钙热还原稀土渣120g,其中REO的含量为5.61%,硅酸钠与还原渣质量比为2:1,焙烧温度800℃,焙烧反应完0.5h取出,水浸焙烧渣后过滤、烘干,滤渣在盐酸浓度6mol/L、液固比6:1、反应温度为85℃的条件下浸出2.5h,过滤烘干后渣测得渣中稀土含量为1.42%,稀土的浸出率为93.78%。
实施例5:
取钙热还原稀土渣240g,其中REO的含量为5.61%,硅酸钠与还原渣质量比为0.8:1,焙烧温度600℃,焙烧反应完1h取出,水浸焙烧渣后过滤、烘干,滤渣在盐酸浓度5mol/L、液固比10:1、反应温度为65℃的条件下浸出0.5h,过滤烘干后测得渣中稀土含量为1.94%,稀土的浸出率为89.97%。
从上述实施例的各项试验数据可知,本发明采用硅酸钠焙烧-酸浸的方法,高效、彻底地提取了钙热还原稀土渣中的稀土,最高浸出率超过99%,大大优于现行工艺的处理效果,工艺简单,便于操作。
以上仅为本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,将硅酸钠与真空钙热还原稀土渣粉末混合均匀;
步骤二,将步骤一得到的混合物置于高温炉中焙烧;
步骤三,将步骤二得到的焙烧渣用水浸出,然后过滤、烘干;
步骤四,将烘干后的焙烧渣置于盐酸溶液中,过滤后得到含稀土的滤液。
2.根据权利要求1所述的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,其特征在于,所述真空钙热还原稀土渣中包含稀土氧化物、稀土氟化物、碳酸钙和氟化钙,当中的稀土氟化物难以用盐酸直接浸出。
3.根据权利要求1或2所述的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,其特征在于,在所述步骤一中,钙热还原稀土渣粉末与硅酸钠的质量比为:1:0.5~1:2。
4.根据权利要求1或2所述的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,其特征在于,在所述步骤二中,反应过程中,保持高温炉中的温度为600~1000℃,焙烧时间为0.5~3h。
5.根据权利要求1或2所述的从真空钙热还原稀土渣中回收稀土的方法,其特征在于,在所述步骤四中,所述盐酸溶液的浓度为0.5~6mol/L,液体体积与固体质量之比为20:1~5:1;焙烧渣与盐酸溶液的反应温度为室温~90℃,反应时间为0.5~4h。
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