CN110438351A - 一种稀土杂质分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于湿法冶金领域,特别涉及一种稀土杂质分离方法。首先配置去除稀土中杂质的有机相溶液;再将有机相溶液置于搅拌罐中,加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;在搅拌的条件下,向混合溶液中加入氢氧化钠溶液;静置分层,澄清,取下层料液,再次加入氢氧化钠溶液调节下层料液的PH,分析杂质含量。采用轻质纯碱沉淀稀土,减少了酸水的产生,减轻了污水处理压力及废渣的产生。先采用有机相溶液萃取稀土中的杂质,除杂后的稀土溶液杂质含量非常低,稀土溶液纯度高,解决了通常采用轻质纯碱沉淀稀土容易形成乳状,不结晶分层的问题。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金领域,特别涉及一种稀土杂质分离方法。
背景技术
稀土是指化学元素周期表中镧系元素--镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素--钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(RareEarth),简称稀土(RE或R),稀土作为重要的战略资源,日益受到国内外的广泛关注。
离子型稀土矿因其特殊的性质,不能被重选、磁选、电选等物理选矿方法获得,只能通过化学溶浸的方法得到。离子吸附型稀土矿浸出母液在富含离子型稀土离子的同时,也含有钙、镁、铝、铁、重金属等呈离子态金属杂质和泥砂叶等不溶性固体杂质,在稀土沉淀分离前不进行除杂会严重影响稀土产品质量。
对于离子型稀土的浸出母液,常规的处理方法为除杂沉淀法。目前,稀土浸出母液除杂的方法主要是以氨水、碳酸氢铵、硫化钠、氧化镁、草酸等做为沉淀剂进行除杂。
使用含铵、硫、镁等除杂试剂存在两大问题:1、除杂针对性弱、不全面,稀土产品中杂质含量高,稀土成分损失大,产品纯度低;2、含氨氮、硫等废液对环境污染大,后处理困难,生产成本高。
使用草酸沉淀稀土会产生大量的酸性废水,增加污水处理量及废渣的产生,且使用草酸水温度较高,气味刺鼻,员工工作环境差且生产成本高,而采用轻质纯碱沉淀稀土不再使用草酸,从源头上减少了排放酸水的产生,减轻了污水处理压力及废渣的产生,但是,采用轻质纯碱沉淀稀土,如果稀土溶液中含有杂质,容易形成乳状,不结晶分层。
因此,急需一种经济环保、除杂干净、产品纯度高的稀土矿浸出母液的除杂方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济环保、除杂干净、产品纯度高的稀土矿浸出母液的除杂方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种稀土杂质分离方法,具体方法步骤如下:
(1)配置去除稀土中杂质的有机相溶液;
有机相溶液由辛醇,环烷酸,煤油组成;其中,辛醇,环烷酸,煤油的质量比为0.5-1:0.5-1:1-2;
有机相溶液的具体配制方法为:将辛醇,环烷酸,煤油按质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸,然后静置澄清,排掉下层酸水,留有机相;其中,辛醇,环烷酸,煤油的总体积与盐酸的体积比为2-4:1。
(2)将步骤(1)的有机相溶液置于搅拌罐中,并加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;
其中,稀土盐酸溶液浓度1.5mol/l;混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为2-5:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为1-3%的氢氧化钠(NaOH)溶液;
其中,氢氧化钠溶液加入的速度为1-3l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为3-5:1。
由于单位面积氢氧化钠溶液浓度过高,不易分相,澄清;因此,本发明方法将氢氧化钠浓度控制为1-3%,有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为3-5:1,使得单位面积氢氧化钠溶液浓度较低,接触面广,容易分相;
氢氧化钠的加入速度太快,容易引起乳化,加入速度太慢,不容易量产,因此,本发明方法控制氢氧化钠的加入速度为1-3l/min。
(4)静置分层,澄清,取下层料液;加入氢氧化钠溶液,并检测下层料液的PH,当PH为4-4.5时,分析杂质含量,杂质达标,PH正常即可。
(5)沉淀,采用轻质纯碱沉淀稀土。
有益效果:
本发明方法采用轻质纯碱沉淀稀土,不再使用草酸,从源头上减少了排放酸水的产生,减轻了污水处理压力及废渣的产生。同时,解决了使用含铵、硫、镁等除杂试剂存在的问题。
本发明方法先采用有机相溶液萃取稀土中的杂质,除杂后的稀土溶液杂质含量非常低,稀土溶液纯度高,解决了通常采用轻质纯碱沉淀稀土容易形成乳状,不结晶分层的问题。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
将辛醇,环烷酸和煤油按照1:1:2的质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸(其中,加入盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.5倍),然后静置澄清,拧开搅拌罐下部的泵阀门排掉下层酸水,留有机相,得到有机相溶液。
(2)向装有步骤(1)的有机相溶液的搅拌罐中加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为3:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为2l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为4:1;
(4)静置分层,条件PH为4-4.5,澄清,取下层料液;
(5)分析Al杂质含量为100ppm以下,PH为4.5-5,合格;
(6)采用轻质纯碱沉淀稀土,输送沉淀产出。
实施例2
将辛醇,环烷酸和煤油按照0.5:1:2的质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸(其中,盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.3倍),然后静置澄清,拧开搅拌罐下部的泵阀门排掉下层酸水,留有机相,得到有机相溶液。
(2)向装有步骤(1)的有机相溶液的搅拌罐中加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为3:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为2l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为4:1;
(4)静置分层,条件PH为4-4.5,澄清,取下层料液;
(5)分析Al杂质含量为100ppm以下,PH为4.5-5,合格;
(6)采用轻质纯碱沉淀稀土,输送沉淀产出。
实施例3
将辛醇,环烷酸和煤油按照1:1:2的质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸(其中,盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.5倍),然后静置澄清,拧开搅拌罐下部的泵阀门排掉下层酸水,留有机相,得到有机相溶液。
(2)向装有步骤(1)的有机相溶液的搅拌罐中加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为2:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为1%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为3l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为3:1;
(4)静置分层,条件PH为4-4.5,澄清,取下层料液;
(5)分析Al杂质含量为100ppm以下,PH为4.5-5,合格;
(6)采用轻质纯碱沉淀稀土,输送沉淀产出。
实施例4
将辛醇,环烷酸和煤油按照0.5:1:2的质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸(其中,盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.5倍),然后静置澄清,拧开搅拌罐下部的泵阀门排掉下层酸水,留有机相,得到有机相溶液。
(2)向装有步骤(1)的有机相溶液的搅拌罐中加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为5:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为2l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为4:1;
(4)静置分层,条件PH为4-4.5,澄清,取下层料液;
(5)分析Al杂质含量为100ppm以下,PH为4.5-5,合格;
(6)采用轻质纯碱沉淀稀土,输送沉淀产出。
实施例5
将辛醇,环烷酸和煤油按照1:1:2的质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸(其中,盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.5倍),然后静置澄清,拧开搅拌罐下部的泵阀门排掉下层酸水,留有机相,得到有机相溶液。
(2)向装有步骤(1)的有机相溶液的搅拌罐中加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为5:1;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为3l/min;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为5:1;
(4)静置分层,条件PH为4-4.5,澄清,取下层料液;
(5)分析Al杂质含量为100ppm以下,PH为4.5-5,合格;
(6)采用轻质纯碱沉淀稀土,输送沉淀产出。
对比实施例1
将辛醇,环烷酸和煤油按照1:1:2的质量比加入搅拌罐中,得到有机相溶液,加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液,其中,混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为3:1;向所得的混合溶液中加入盐酸进行反萃取,其中,加入盐酸的体积为辛醇,环烷酸和煤油总体积的0.5倍,然后静置澄清,水相为稀土的富集溶液。
分析Al杂质含量为200ppm。
对比实施例2
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为4l/min;其他同实施例1。
分析Al杂质含量为120ppm。
对比实施例3
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;氢氧化钠溶液加入的速度为0.5l/min;其他同实施例1。
分析Al杂质含量为125ppm。
对比实施例4
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为6:1;其他同实施例1。
分析Al杂质含量为110ppm。
对比实施例5
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入质量浓度为2%的氢氧化钠(NaOH)溶液;有机相溶液与稀土溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为2:1;其他同实施例1。
分析Al杂质含量为108ppm。
Claims (9)
1.一种稀土杂质分离方法,其特征在于,所述方法具体步骤如下:
(1)配置去除稀土中杂质的有机相溶液;
(2)将步骤(1)的有机相溶液置于搅拌罐中,加入稀土盐酸溶液,得到混合溶液;
(3)在搅拌的条件下,向步骤(2)的混合溶液中加入氢氧化钠(NaOH)溶液;
(4)静置分层,澄清,取下层料液,再次加入氢氧化钠溶液调节下层料液的PH,当PH为4-4.5时,分析杂质含量;
(5)沉淀稀土。
2.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(1)所述有机相溶液由辛醇,环烷酸,煤油组成;其中,辛醇,环烷酸,煤油的质量比为0.5-1:0.5-1:1-2。
3.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(1)所述有机相溶液的配制方法为:将辛醇,环烷酸,煤油按质量比加入搅拌罐中,在常温下搅拌1小时,搅拌过程中加入盐酸,然后静置澄清,排掉下层酸水,留有机相。
4.如权利要求3所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,辛醇,环烷酸,煤油的总体积与盐酸的体积比为2-4:1。
5.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(2)所述稀土盐酸溶液浓度为1.5mol/l。
6.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(2)所述混合溶液中稀土盐酸溶液与有机相溶液的体积比为2-5:1。
7.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(3)所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1-3%。
8.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(3)所述氢氧化钠溶液的加入的速度为1-3l/min。
9.如权利要求1所述的稀土杂质分离方法,其特征在于,步骤(3)所述混合溶液总体积与加入的氢氧化钠溶液的体积比为3-5:1。
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