CN107675003B - 一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法 - Google Patents

一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，先用碱性含镁浆液对阳离子交换树脂进行转型，然后用转型后的树脂吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，含有MgSO4的吸附流出液在补加固体MgSO4浸矿剂后返回浸矿工序配制浸矿剂，吸附后的负载树脂经盐酸解吸获得高浓度的解吸液和空白树脂；高浓度的解吸液进行萃取分离，空白树脂经过水洗后再用碱性含镁浆液进行转型重复吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，所得的微酸性废水返回配制解吸剂。本发明工艺操作简单、中间过程无氨氮、稀土直收率高，所得解吸液稀土浓度高，可直接供萃取分离工序使用。

Description

一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金领域，具体涉及用转型树脂从南方离子型稀土矿硫酸镁浸出液中富集提纯稀土的方法。
背景技术
南方离子型稀土矿一般采用硫酸铵浸矿，浸出液化学成分复杂、稀土浓度低，且铝杂质含量高。采用硫铵浸矿浸矿剂单耗约7～8t/t-REO，浸出液碳铵沉淀的沉淀剂单耗约3～4t/t-REO，吨产品化工材料消耗高，大量氨氮的摄入会导致稀土矿区地下水受氨氮污染。
为此，科技工作者相继开发了无氨浸矿、无氨沉淀及相应的富集提纯稀土的技术。目前报道的无氨浸矿剂有硫酸镁、盐酸、硫酸、NaCl、(含铁、锰和钙的)菱镁矿、MgCl2+Na2SO4、硫酸镁和/或氯化镁和/或氯化钙等，由于浸出液酸度高和土壤盐碱化的原因，盐酸、硫酸和NaCl已不再单独采用，逐步推广的浸矿剂为含镁型浸矿剂。镁是土壤所需的微量元素，能促进农作物的光合作用，采用镁盐浸矿对环境污染较小，且与后续镁盐皂化及镁盐沉淀形成统一体系，不引入其他的杂质离子。
目前，从浸出液中富集提纯稀土的方法主要是沉淀法，常用的无氨沉淀剂有草酸、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢镁等。草酸沉淀选择性高，沉淀效果好，但因草酸成本高，沉淀废水中H+和C2O4 2-浓度高，具有一定的毒性，不能返回浸矿，对污染环境大而只采用于高纯产品制备中。而针对含镁型浸出液，采用碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢镁沉淀浸出液时会同时形成碳酸镁和碳酸稀土沉淀，不仅沉淀剂的单耗增加，而且因碳酸镁的存在大大降低了稀土产品质量。因此，如何从含镁型浸出液中富集提纯稀土是无氨浸矿方法推广的关键。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，通过树脂镁转型、树脂吸附、解吸、水洗等工序后实现含镁浸出液中稀土的富集提纯，达到吸附流出液稀土浓度低，解吸液稀土浓度高的效果，工艺操作简单、中间过程无氨氮、稀土直收率高，所得解吸液稀土浓度高，可直接供萃取分离工序使用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，包括如下步骤：
S1用碱性含镁浆液对阳离子交换树脂进行转型；
S2用转型后的阳离子交换树脂吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，含有MgSO4的吸附流出液在补加固体MgSO4浸矿剂后返回浸矿工序配制浸矿剂，吸附后得到负载树脂经解吸剂解吸获得解吸液和空白树脂；
S3解吸液进行萃取分离；空白树脂经过水洗后再用碱性含镁浆液进行转型重复吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，水洗空白树脂所得的微酸性废水返回配制解吸剂。
需要说明的是，所述碱性含镁浆液为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或多种。
需要说明的是，树脂为阳离子交换树脂。
需要说明的是，所述解吸剂为盐酸。
本发明的有益效果在于：本发明采用离子交换树脂从浸出液中富集提纯稀土的方法，转型树脂对稀土吸附性好，稀土吸附率达98％以上，吸附流出液中REO小于20mg/L；解吸液稀土浓度高峰值可达140g/L，解吸液残酸小于0.1mol/L，直接提供给分离厂使用，稀土解吸率达98％以上；树脂重复利用率高，整套树脂吸附设备占地面积小，可实现整体移动，减少了二次投资费用；实现了整个过程废水闭路循环，可操作性强，易于工业规模生产。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1所示，一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，包括如下步骤：
S1用碱性含镁浆液对阳离子交换树脂进行转型；
S2用转型后的阳离子交换树脂吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，含有MgSO4的吸附流出液在补加固体MgSO4浸矿剂后返回浸矿工序配制浸矿剂，吸附后得到负载树脂经解吸剂解吸获得解吸液和空白树脂；
S3解吸液进行萃取分离；空白树脂经过水洗后再用碱性含镁浆液进行转型重复吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，水洗空白树脂所得的微酸性废水返回配制解吸剂。
需要说明的是，所述碱性含镁浆液为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或多种。
需要说明的是，树脂为阳离子交换树脂。
需要说明的是，所述解吸剂为盐酸。
实施例1：
本实施例取50g TP-207干树脂，浸泡水洗后用氢氧化镁浆液转型，装入内径20mm的透明有机玻璃柱中，以1#硫酸镁浸出液为吸附稀土原料，用蠕动泵将浸出液缓慢注入有机玻璃注内吸附稀土，并检测吸附流出液的稀土浓度，吸附稀土的负载树脂用3.04mol/L的盐酸解吸，解吸液流速为4ml/min，分段收集解吸液，化验各段解吸液稀土浓度和酸度，所得试验结果见表1。
表1 转型TP-207树脂对1#浸出液吸附、解吸试验结果
由表1结果得知，用氢氧化镁浆液转型后的TP-207树脂对稀土的选择吸附性好，稀土吸附率为98.56％；稀土富集度高，解吸液二段液中稀土浓度高峰值可达140.94g/L，解吸率为98.04％；树脂吸附容量为112.48mg/g。
实施例2：
本实施例取50g TP-207干树脂，浸泡水洗后用氢氧化镁浆液转型，装入内径20mm的透明有机玻璃柱中，以2#硫酸镁浸出液为吸附稀土原料，用蠕动泵将浸出液缓慢注入有机玻璃注内吸附稀土，并检测吸附流出液的稀土浓度，吸附稀土的负载树脂用3.08mol/L的盐酸解吸，解吸液流速为2ml/min，分段收集解吸液，化验各段解吸液稀土浓度和酸度，所得试验结果见表2。
表2 转型TP-207树脂对2#浸出液吸附、解吸试验结果
由表2结果得知，用氢氧化镁浆液转型后的TP-207树脂对稀土的吸附率为98.60％；稀土富集度高，解吸液二段液中稀土浓度可高达145.24g/L，解吸率为98.09％；树脂吸附容量为109.79mg/g。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1用碱性含镁浆液对阳离子交换树脂进行转型；所述碱性含镁浆液为氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或多种；
S2用转型后的阳离子交换树脂吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，含有MgSO4的吸附流出液在补加固体MgSO4浸矿剂后返回浸矿工序配制浸矿剂，吸附后得到负载树脂经解吸剂解吸获得解吸液和空白树脂；
S3解吸液进行萃取分离；空白树脂经过水洗后再用碱性含镁浆液进行转型重复吸附所述南方离子型稀土矿浸出液中的稀土离子，水洗空白树脂所得的微酸性废水返回配制解吸剂。
2.根据权利要求1所述的从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，其特征在于，树脂为阳离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的从南方离子型稀土矿浸出液中富集提纯稀土的方法，其特征在于，所述解吸剂为盐酸。
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