CN111647755A - 从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法 - Google Patents

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CN111647755A CN202010735054.8A CN202010735054A CN111647755A CN 111647755 A CN111647755 A CN 111647755A CN 202010735054 A CN202010735054 A CN 202010735054A CN 111647755 A CN111647755 A CN 111647755A
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何秉轩
徐略渭
廖春发
贺山明
刘德刚
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    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明提供从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，包括以下步骤：S1，将氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅均匀混合，得到混合物；S2，将步骤S1中得到的混合物置于高温炉中，进行焙烧；S3，将步骤S2中得到的焙烧产物用盐酸溶液浸出，浸出完毕以后，过滤得到稀土料液，本发明高效提取了氟化物体系稀土熔盐电解渣中的稀土，采用该法提取稀土收率高，最高浸出率超过99％，大大优于其他现行工艺的处理效果；而且，工艺流程较短，易于操作，有利于提升生产效率，相较于其他现行工艺能够较大地降低生产成本；此外，生产过程中不会产生HF等酸性气体，工艺环保。

Description

从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及工业废渣处理技术领域，尤其涉及从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法。
背景技术
熔盐电解工艺是生产低熔点稀土金属的常用方法，据统计，目前超过95％的稀土金属及合金采用熔盐电解法生产。熔盐电解法主要处理两种电解体系：稀土氯化物熔盐体系与稀土氟化物熔盐体系。采用稀土氟化物熔盐体系生产稀土金属时，其溶质为稀土氧化物，电解质为氟化锂或氟化锂与氟化钡的混合物。随着生产的进行，各种非稀土杂质被带入到电解槽中，例如加入稀土氧化物时杂质就随之进入电解体系中；更换阳极等操作同样也会带入非稀土杂质，从而导致体系中的非稀土元素不断富集，使得电解质不再满足正常生产的需求。此时，就必须更换新的电解质，而废电解质中杂质沉积，从而形成稀土熔盐电解渣。渣中稀土含量较高，稀土含量在10％～80％，主要以氟化稀土和氧化稀土的形式存在。因此，从稀土熔盐电解渣中回收当中的稀土，对提高稀土资源的利用率及稀土工业的可持续发展具有重要意义。
目前现有技术中的处理方法主要有碱转化法和浓硫酸焙烧法：
碱转化法首先将碱与稀土电解渣电解渣预处理，将稀土氟化物和稀土氧化物通过高温焙烧转型，随后用酸浸出并过滤获得稀土料液，采用氢氧化钠焙烧转型时，工艺中氢氧化钠的工业投入成本较高，并且，碱不利于后续回收二次利用。
浓硫酸焙烧法采用浓硫酸在高温条件下将氟化稀土电解渣酸浸，获得稀土料液，采用浓盐酸焙烧法的问题在于容易产生HF等酸性气体，对环境污染较为严重。
综上所述，本申请现提出从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法来解决上述出现的问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，以解决背景技术中提出的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，包括以下步骤：
S1，将氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅均匀混合，得到混合物；
S2，将步骤S1中得到的混合物置于高温炉中，进行焙烧；
S3，将步骤S2中得到的焙烧产物用盐酸溶液浸出，浸出完毕以后，过滤得到稀土料液。
优选的，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣包括稀土氟化物、稀土氧化物以及稀土金属。
优选的，所述步骤S1中，所述二氧化硅为纯二氧化硅、硅石以及含有二氧化硅的混合物的一种或多种，且二氧化硅的混合物中二氧化硅的含量大于95％。
优选的，所述步骤S1中，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅的质量比为1:0.2-1:4。
优选的，所述步骤S2中，焙烧过程中高温炉内部的温度为600℃-900℃，且焙烧过程的时间为0.5h-4h。
优选的，所述步骤S3中，盐酸溶液的浓度为0.5mol/L，溶液与固体物质的质量之比为4:1-15:1，焙烧产物与盐酸溶液的反应温度为25℃-100℃，浸出反应的时间为0.5-4h。
从上面所述可以看出，本发明的有益效果：本发明高效提取了氟化物体系稀土熔盐电解渣中的稀土，采用该法提取稀土收率高，最高浸出率超过99％，大大优于其他现行工艺的处理效果；而且，工艺流程较短，易于操作，有利于提升生产效率，相较于其他现行工艺能够较大地降低生产成本；此外，生产过程中不会产生HF等酸性气体，工艺环保。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法的流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参阅图1，从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，包括以下步骤：
S1，将氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅均匀混合，得到混合物；
S2，将步骤S1中得到的混合物置于高温炉中，进行焙烧；
S3，将步骤S2中得到的焙烧产物用盐酸溶液浸出，浸出完毕以后，过滤得到稀土料液。
作为上述方案的改进方案，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣包括稀土氟化物、稀土氧化物以及稀土金属。
作为上述方案的改进方案，所述步骤S1中，所述二氧化硅为纯二氧化硅、硅石以及含有二氧化硅的混合物的一种或多种，且二氧化硅的混合物中二氧化硅的含量大于95％。
作为上述方案的改进方案，所述步骤S1中，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅的质量比为1:0.2-1:4。
作为上述方案的改进方案，所述步骤S2中，焙烧过程中高温炉内部的温度为600℃-900℃，且焙烧过程的时间为0.5h-4h。
作为上述方案的改进方案，所述步骤S3中，盐酸溶液的浓度为0.5mol/L，溶液与固体物质的质量之比为4:1-15:1，焙烧产物与盐酸溶液的反应温度为25℃-100℃，浸出反应的时间为0.5-4h。
实施例一
称取氟化物体系稀土熔盐电解渣100g(其中REO的含量为53.78％)，硅石(二氧化硅含量99％)与稀土熔盐电解渣质量比为0.6:1，焙烧温度700℃，焙烧2h后取出，盐酸浸出焙烧渣后过滤(其中盐酸浓度2mol/L)，盐酸溶液体积与焙烧渣固体质量之比为10:1，在80℃的条件下浸出3h，过滤烘干后测渣中稀土含量为1.44％，稀土浸出率为99.36％。
实施例二
称取氟化物体系稀土熔盐电解渣80g(其中REO的含量为64.71％)，纯二氧化硅与稀土熔盐电解渣质量比为0.9:1，焙烧温度800℃，焙烧3h后取出，盐酸浸出焙烧渣后过滤(其中盐酸浓度3mol/L)，盐酸溶液体积与焙烧渣固体质量之比为15:1，在90℃的条件下浸出4h，过滤烘干后测渣中稀土含量为0.82％，稀土浸出率为99.58％。
实施例三
称取氟化物体系稀土熔盐电解渣150g(其中REO的含量为58.84％)，硅石(二氧化硅含量98.5％)与稀土熔盐电解渣质量比为3:1，焙烧温度900℃，焙烧1.5h后取出，盐酸浸出焙烧渣后过滤(其中盐酸浓度1mol/L)，盐酸溶液体积与焙烧渣固体质量之比为15:1，反应温度为室温的条件下浸出1h，过滤烘干后测渣中稀土含量为1.23％，稀土浸出率为99.12％。
实施例四
称取氟化物体系稀土熔盐电解渣90g(其中REO的含量为52.84％)，纯二氧化硅与稀土熔盐电解渣质量比为1.5:1，焙烧温度700℃，焙烧2.5h后取出，盐酸浸出焙烧渣后过滤(其中盐酸浓度3mol/L)，盐酸溶液体积与焙烧渣固体质量之比为10:1，在80℃的条件下浸出3.5h，过滤烘干后测渣中稀土含量为0.71％，稀土浸出率为99.67％。
本发明提供的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，能够较好地提取氟化物体系稀土熔盐电解渣中的稀土，大大优于现行工艺的处理效果；此外，在生产过程中能够简化工序，相较于其他现行工艺能够较好地降低生产成本；而且，该工艺生产中不会产生HF等酸性气体，不会腐蚀设备，不会污染环境，更加环保。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅均匀混合，得到混合物；
S2，将步骤S1中得到的混合物置于高温炉中，进行焙烧；
S3，将步骤S2中得到的焙烧产物用盐酸溶液浸出，浸出完毕以后，过滤得到稀土料液。
2.根据权利要求1所述的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣包括稀土氟化物、稀土氧化物以及稀土金属。
3.根据权利要求1所述的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述二氧化硅为纯二氧化硅、硅石以及含有二氧化硅的混合物的一种或多种，且二氧化硅的混合物中二氧化硅的含量大于95％。
4.根据权利要求1所述的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述氟化物体系稀土熔盐电解渣与二氧化硅的质量比为1:0.2-1:4。
5.根据权利要求1所述的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述步骤S2中，焙烧过程中高温炉内部的温度为600℃-900℃，且焙烧过程的时间为0.5h-4h。
6.根据权利要求1所述的从氟盐体系稀土熔盐电解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述步骤S3中，盐酸溶液的浓度为0.5mol/L，溶液与固体物质的质量之比为4:1-15:1，焙烧产物与盐酸溶液的反应温度为25℃-100℃，浸出反应的时间为0.5-4h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115354176A (zh) * 2022-08-25 2022-11-18 萍乡鑫森新材料有限责任公司 一种制备稀土金属或稀土合金的方法

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