CN113136490A - 稀土镁合金熔剂渣中残余稀土的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于镁合金冶炼固体废渣处理领域，具体为一种稀土镁合金熔剂废渣中残存稀土元素的回收利用方法。本发明提供的稀土镁合金熔剂渣中残余稀土的回收方法根据渣中各成分不同的化学、物理性质进行逐步回收，根据氯化物具有良好的水溶性先用水浸提提取。再利用氧化镁和二氧化碳的反应把占有40‑50％的氧化镁提出，再用硫酸浸取提出渣中的铝、锌、锰、铁等金属及其氧化物杂质。稀土元素在酸浸过程中也溶于酸中，再利用草酸和溶液中稀土类反应生成容易沉淀的稀土草酸盐从酸中析出被提取出来，最后不溶于普通酸的沉淀为氟化钙及少量二氧化硅，可用于水泥、玻璃、陶瓷等工业生产。提取出的稀土草酸盐焙烧后生成稀土氧化物。

Description

稀土镁合金熔剂渣中残余稀土的回收方法
技术领域
本发明属于镁合金冶炼固体废渣处理领域，具体为一种稀土镁合金熔剂废渣中残存稀土元素的回收利用方法。
背景技术
金属镁是一种银白色轻金属，比强度高、活性强，对电磁波具有较好的屏蔽作用，由于密度小，有望成为今后最有希望的结构材料用于航空航天、汽车制造、工程机械、矿油化工等工业部门，但又因为其和钢铁等传统结构材料相比的强度较差，耐腐蚀能力差，又阻碍其的快速发展，通过应用一些新的制造技术、新的工艺、新的材料的应用，镁的这些缺陷要得到克服，利用稀土元素加入镁合金，就能明显提高其多种力学性质和高温性能。故而稀土镁合金得到了快速发展。稀土镁合金大量用于航空航天和武器装备及军火。
稀土镁合金在熔炼过程中会有一部分氧化燃烧现象出现，使昂贵的稀土材料不能完全转化为产品，而成为残渣留在熔炼渣中废弃掉，稀土元素是一种稀缺的战略资源，提取稀土镁合金熔剂废渣中稀土元素具有极大的政治和经济意义。
稀土镁合金废渣中主要成分为氯化钾、氯化镁、氯化钠及氯化钡；另外有40-50％的镁的氧化物，还有铝、锌、锰、铁等金属及氧化物杂质，同时还有10％左右的氟化物存在，其渣中稀土是稀土合金冶炼过程进入渣中，它的回收利用有很大的潜力。由于渣的成分比较复杂，需要根据渣中各种成分的不同物理化学性质进行逐步回收利用。
发明内容
本发明目的是提供一种稀土镁合金熔剂渣中残存稀土的回收方法，用于回收昂贵的稀土成分，降低生产成本。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种稀土镁合金熔剂渣中残存稀土的回收方法，具有以下几个过程：
1、稀土镁合金熔剂渣粉碎
稀土镁合金熔剂渣经颚式破碎机细碎至30-40mm粒度，将30-40mm粒度的粗粒镁合金熔剂渣送入链式粉碎机粉碎至60-80目。
2、水浸
将过程1粉碎至60-80目的镁合金熔剂渣和水按1:5的比例混合搅拌60分钟。
3、将过程2镁合金熔剂渣和水的混合物用泵加入离心式过滤机，机上镁合金颗粒脱水至1-1.5％回收镁合金粒用于高纯镁的制取。
4、将过程3离心机分离出的混合溶液加入到带式真空过滤机中过滤。
5、过程4带式真空过滤机滤出清液送三效蒸发器提取氯化物制取镁合金熔剂；过程4带式真空过滤机滤出滤渣加入碳化反应设备中和CO2反应后加入到带式真空过滤机中过滤，用于去除氟化钙及氧化铁、氧化铝、氧化锌等金属氧化物杂质。
6、过程5带式真空过滤机滤出滤渣和硫酸反应，酸加入量按渣中成分需求量的1.3倍加入，反应3-4小时。
7、将过程6反应后的反应液加入带式真空过滤机中过滤，滤渣清洗至pH达6-7，水分至1.5％以下时粉碎成为萤石粉成品。
8、将过程7带式真空过滤机滤出滤液加入沉淀池中缓缓加入30％的草酸溶液，观察无新沉淀产生时停止加入草酸。
9、将过程8草酸盐沉淀从混合液中用离心式过滤机过滤并清洗出来，清液用于提取硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌、硫酸锰等，或用于多元素复合肥生产。
10、将过程9清洗后的滤渣进行焙烧，得到稀土氧化物产品。
本发明方法根据渣中各成分不同的化学、物理性质进行逐步回收，根据氯化物具有良好的水溶性先用水浸提提取。再利用氧化镁和二氧化碳的反应把占有40-50％的氧化镁提出，再用硫酸浸取提出渣中的铝、锌、锰、铁等金属及其氧化物杂质。稀土元素在酸浸过程中也溶于酸中，再利用草酸和溶液中稀土类反应生成容易沉淀的稀土草酸盐从酸中析出被提取出来，最后不溶于普通酸的沉淀为氟化钙及少量二氧化硅，可用于水泥、玻璃、陶瓷等工业生产。提取出的稀土草酸盐焙烧后生成稀土氧化物可用于直接冶炼稀土金属、特种合金钢、铝、铜等合金以及玻璃，尖端科技和农业。
附图说明
图1表示本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种稀土镁合金熔剂渣中残余稀土的回收方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)、稀土镁合金熔剂渣粉碎
稀土镁合金熔剂渣经颚式破碎机细碎至30-40mm粒度，将30-40mm粒度的粗粒镁合金熔剂渣送入链式粉碎机粉碎至60-80目；
(2)、水浸
将粉碎至60-80目的镁合金熔剂渣和水按1:5的比例混合搅拌60分钟；
(3)、将镁合金熔剂渣和水的混合物用泵加入筛孔为2mm以上的离心式过滤机，过滤机上镁合金颗粒脱水至1-1.5％回收镁合金粒用于高纯镁的制取；
(4)、将步骤(3)离心机分离出的溶液加入到筛孔为60目的带式真空过滤机上进行过滤；
(5)、步骤(4)带式真空过滤机滤出滤液送三效蒸发器提取氯化物制取镁合金熔剂，步骤(4)带式真空过滤机滤出滤渣加入碳化反应设备中和CO2反应后，加入带式真空过滤机；
(6)、步骤(5)带式真空过滤机滤出滤渣和硫酸反应，反应3-4小时；
(7)、将步骤(6)反应后的反应液加入带式真空过滤机中过滤，滤渣清洗至pH达6-7，水分至1.5％以下时粉碎成为萤石粉成品；
(8)、将步骤(7)带式真空过滤机滤出滤液加入沉淀池中加入30％的草酸溶液，观察无新沉淀产生停止加入草酸；
(9)、将步骤(8)草酸盐沉淀从混合液中用离心式过滤机过滤并清洗出来，清液用于提取硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌、硫酸锰，或用于多元素复合肥生产；
(10)、将步骤(9)清洗后的滤渣进行焙烧，得到稀土氧化物产品。
稀土镁合金熔剂废渣经破碎、水浸等过程，分别提出渣中残存镁合金颗粒、氯化物、氧化物、萤石粉后，经硫酸反应后和草酸沉淀制出草酸稀土焙烧后制得稀土氧化物而用于航空航天、汽车、武器装备、尖端科技等领域。
应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种稀土镁合金熔剂渣中残余稀土的回收方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、稀土镁合金熔剂渣粉碎
稀土镁合金熔剂渣经颚式破碎机细碎至30-40mm粒度，将30-40mm粒度的粗粒镁合金熔剂渣送入链式粉碎机粉碎至60-80目；
(2)、水浸
将粉碎至60-80目的镁合金熔剂渣和水按1:5的比例混合搅拌60分钟；
(3)、将镁合金熔剂渣和水的混合物用泵加入筛孔为2mm以上的离心式过滤机，过滤机上镁合金颗粒脱水至1-1.5％回收镁合金粒用于高纯镁的制取；
(4)、将步骤(3)离心机分离出的溶液加入到筛孔为60目的带式真空过滤机中过滤；
(5)、步骤(4)带式真空过滤机滤出滤液后送三效蒸发器提取氯化物制取镁合金熔剂，步骤(4)带式真空过滤机滤出滤渣加入碳化反应设备中和CO2反应后，加入带式真空过滤机；
(6)、步骤(5)带式真空过滤机滤出滤渣和硫酸反应，酸加入量按渣中成分需求量的1.3倍加入，反应3-4小时；
(7)、将步骤(6)反应后的反应液加入带式真空过滤机中过滤，滤渣清洗至pH达6-7，水分至1.5％以下时粉碎成为萤石粉成品；
(8)、将步骤(7)带式真空过滤机滤出滤液加入沉淀池中加入30％的草酸溶液，观察无新沉淀产生停止加入草酸；
(9)、将步骤(8)草酸盐沉淀从混合液中用离心式过滤机过滤并清洗出来，清液用于提取硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌、硫酸锰，或用于多元素复合肥生产；
(10)、将步骤(9)清洗后的滤渣进行焙烧，得到稀土氧化物产品。
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