CN110055434B - 一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法 - Google Patents

一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，包括如下步骤:S1.将磷矿与磷酸混合研磨，制得磷矿浆；S2.向S1中的磷矿浆中加入硫酸，搅拌后陈化，进行抽滤，得到磷石膏；S3.向S2中的磷石膏中加入过量的硫酸后搅拌，得到含阿尔法磷石膏溶液；S4.向S2中得到的含阿尔法磷石膏残液中加入石灰，得到干燥的阿尔法石膏粉；S5.向阿尔法石膏粉中缓慢加入S3中的过滤液，得到稀土浸提液及残渣；S6.对S5中制得的稀土浸提液进行萃取，得到稀土。通过本方法采用浸提法从阿尔法石膏粉中回收稀土，而非从磷矿中直接回收稀土，避免了引入铝离子、铁离子、硅离子或其混合离子，来增加稀土富集度，从而造成后期金属盐成分复杂，不容易分类回收处理。

Description

一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法
技术领域
本发明涉及稀土回收领域，具体涉及一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法。
背景技术
磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿在工业上的应用已有一百多年的历史。含有稀土的磷矿。稀土元素除了赋存在稀土矿中外，还有部分与磷灰石和磷块岩共生。由于稀土的离子半径与钙离子非常接近，稀土通常以类质同象方式存在于磷矿中，且稀土元素含量随 着磷矿品位增加而增加。
在湿法磷酸生产过程中回收伴生稀土是目前综合利用磷矿中伴生稀土元素的主要途径。俄罗斯于2002年公开的专利RU2225892C1公布了采用20-25％的硫酸浸出磷石膏中稀土。法国专利(US4636369)Rhone-Poulenc Chimie de Base公布了在湿法磷酸矿浆中引入铝离子、铁离子、硅离子或其混合离子，来增加稀土在溶液中的溶解度，稀土最高富集度为56％。中国专利200710178377.6公布了在硫酸分解磷矿过程中添加有机或无机表面活性剂改变磷石膏晶型，稀土在磷酸中的富集度可达80％。波兰研究人员也报道了采用稀硫酸浸出磷石膏，经蒸发浓缩获得含稀土10-18％富集物，再经氢氟酸沉淀或NPPA溶剂萃取制备稀土纯度大于40％的富集物。
磷酸法是根据传统硫酸法工艺特点，近年开发出的一种新的分离磷矿中稀土方法。它是利用磷酸浸出伴生稀土磷矿实现大部分磷钙与稀土分离。中国专利201010217142.5公布了一种磷酸浸出稀土的方法，在100℃下用磷酸浸出伴生稀土磷矿，稀土浸出率最高可达93.2％。中国专利201110143415.0公布了一种从磷矿中分离稀土的方法，在较低温度15～50℃下用磷酸浸出，大部分磷、钙、铁、铝等元素溶解进入溶液，约95％的稀土元素留在浸出渣中得到稀土富集渣。
现有技术在回收稀土时，为了增加稀土的富集度，往往在硫酸分解磷矿过程中添加有机或无机表面活性剂改变磷石膏晶型，造成后期金属盐成分复杂，不容易分类回收处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，包括如下步骤:
S1. 将磷矿与磷酸混合研磨，制得磷矿浆；
S2. 向S1中的磷矿浆中加入硫酸，搅拌后陈化，进行抽滤，得到磷石膏；
S3. 向S2中的磷石膏中加入浓度为5%的硫酸至过量后以500r/min的转速搅拌，并控制反应温度为120℃，得到含阿尔法磷石膏溶液，然后进行过滤处理，得到含阿尔法磷石膏残液以及过滤液；
S4.向S3中得到的含阿尔法磷石膏残液中加入石灰，得到干燥的阿尔法石膏粉；
S5.向阿尔法石膏粉中缓慢加入S3中的过滤液，得到稀土浸提液及残渣；
S6. 对S5中制得的稀土浸提液进行萃取，得到稀土。
优选的，在所述S1中，以质量份数计，磷矿100份，磷酸70-80份，磷矿浆的颗粒细度为100-120目。
优选的，在所述S2中，所述硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为2:1。
优选的，在所述S2中，搅拌时间25-30min，陈化时间1-2h。
优选的，在所述S2中，以体积百分比计，所述磷石膏包含95%的二水石膏和5%的半水石膏。
优选的，在所述S3中，所述硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为10:1。
优选的，在所述S4中，含阿尔法磷石膏残液中加入石灰干燥时间控制在20min内，pH控制在6-7。
优选的，在所述S4中，在向阿尔法石膏粉中缓慢加入过滤液时，进行搅拌，搅拌速率为350r/min，搅拌时间为30min。
优选的，在所述S5中，所述萃取剂采用P204，萃取温度为60℃。
优选的，所述萃取剂的浓度为40%，且稀释液选用煤油。
本发明的有益效果是：
1.通过本方法采用浸提法从阿尔法石膏粉中回收稀土，而非从磷矿中直接回收稀土，避免了引入铝离子、铁离子、硅离子或其混合离子，来增加稀土富集度，从而造成后期金属盐成分复杂，不容易分类回收处理；
2.本发明稀土收集快速，且不会产生污染。
具体实施方式
下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，包括如下步骤:
S1. 将100g磷矿与75g磷酸混合研磨，制得颗粒细度为100-120目磷矿浆；
S2. 向S1中的磷矿浆中加入硫酸，控制硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为2:1，搅拌30min后陈化1.2h，进行抽滤，得到磷石膏；磷石膏包含95%的二水石膏和5%的半水石膏；
S3. 向S2中的磷石膏中加入浓度为5%的硫酸至过量后以500r/min的转速搅拌，控制硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为10:1，并控制反应温度为120℃，得到含阿尔法磷石膏溶液，然后进行过滤处理，得到含阿尔法磷石膏残液以及过滤液；
S4.向S3中得到的含阿尔法磷石膏残液中加入石灰，得到干燥的阿尔法石膏粉；干燥时间控制在10min，pH控制在6.5；
S5.向阿尔法石膏粉中缓慢加入S3中的过滤液，进行搅拌，搅拌速率为350r/min，搅拌时间为30min,得到稀土浸提液及残渣；
S6. 对S5中制得的稀土浸提液进行萃取，得到稀土。萃取剂采用P204，浓度为40%萃取，稀释液选用煤油，萃取温度为60℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：包括如下步骤:
S1. 将磷矿与磷酸混合研磨，制得磷矿浆；
S2. 向S1中的磷矿浆中加入硫酸，搅拌后陈化，进行抽滤，得到磷石膏；
S3. 向S2中的磷石膏中加入浓度为5%的硫酸至过量后以500r/min的转速搅拌，并控制反应温度为120℃，得到含阿尔法磷石膏溶液，然后进行过滤处理，得到含阿尔法磷石膏残液以及过滤液；
S4.向S3中得到的含阿尔法磷石膏残液中加入石灰，得到干燥的阿尔法石膏粉；
S5.向阿尔法石膏粉中缓慢加入S3中的过滤液，得到稀土浸提液及残渣；
S6. 对S5中制得的稀土浸提液进行萃取，得到稀土；在所述S1中，以质量份数计，磷矿100份，磷酸70-80份，磷矿浆的颗粒细度为100-120目；
在所述S2中，所述硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为2:1；
在所述S2中，以体积百分比计，所述磷石膏包含95%的二水石膏和5%的半水石膏；
在所述S3中，所述硫酸根离子与磷酸根离子的浓度比为10:1。
2.根据权利要求1所述的一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：在所述S2中，搅拌时间25-30min，陈化时间1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：在所述S4中，含阿尔法磷石膏残液中加入石灰干燥时间控制在20min内，pH控制在6-7。
4.根据权利要求1所述的一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：在所述S5中，在向阿尔法石膏粉中缓慢加入过滤液时，进行搅拌，搅拌速率为350r/min，搅拌时间为30min。
5.根据权利要求1所述的一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：在所述S6 中，萃取剂采用P204，萃取温度为60℃。
6.根据权利要求5所述的一种从湿法磷酸联产高强度阿尔法石膏粉中回收稀土的方法，其特征在于：所述萃取剂的浓度为40%，且稀释液选用煤油。
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