CN114317979A - 一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，包括：稀土除杂渣采用浓硫酸浸出，得到一次浸出液和一次浸出渣；进行过滤和洗涤，得到二次浸出液和二次浸出渣；浸出液混合后，与含铵试剂进行铝铵反应；冷却结晶，过滤得到硫酸铝铵以及含有稀土的结晶母液；洗涤得到硫酸铝铵产品和洗涤溶液。本发明采用浓硫酸对除杂渣进行浸出，将可溶性铝转移到溶液中，实现稀土除杂渣中铝的高效提取。采用铵铝反应‑冷却结晶硫酸铝铵的方法实现铝的回收，并通过结晶母液返回提高浸出液中REO/Al比，提高到1/1以上，返回稀土生产线，既不影响稀土生产线碳酸稀土产品质量，又使结晶过程中过量的硫酸铵得到利用，同时避免了氢氧化铝沉淀带来的稀土吸附损失。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法。
背景技术
离子型稀土矿是稀土在花岗岩和火山岩等风化壳中以离子形式赋存，稀土配分以中、重型稀土为主，主要集中在湘、赣、粤等地，具有分布广、易开采的特点，是我国特有的稀土矿产资源。目前工业上运营的离子型稀土矿提取工艺流程的主要步骤包括：1)原地浸出；2)浸出母液除杂；3)从除杂液中提取稀土等步骤。在浸出母液净化除杂过程中，通过向浸出液中加入碳酸氢铵或氨水调节pH值，使Al3+、Fe3+等杂质离子先形成氢氧化物沉淀，同时浸出母液中的微量铀、钍等放射性元素以及部分稀土也会随着沉淀吸附富集，由此形成含放射性的除杂渣，其主要成分为Al2O3、SO3、SiO2、REO、Fe2O3及微量铀和钍等。目前各稀土生产企业对该渣的处理方式是堆置在暂存渣库中，部分稀土生产企业渣库已接近饱和，面临巨大的安全隐患和生产压力。
离子型稀土矿除杂中Al2O3含量高，通常达30％～50％，存在较高的回收价值，因此国内对除杂渣中的铝进行了回收技术研究。目前，除杂渣中铝的回收技术路线有两条：一是用酸浸出，而后加碱沉淀得到氢氧化铝沉淀物，洗涤过滤，低温干燥制得氢氧化铝或高温煅烧制得氧化铝产品；二是用碱浸出，而后加酸沉淀得到氢氧化铝。从其他原料中回收铝的研究也有不少，如从含稀土原矿浸出液、钛冶炼废液、粉煤灰等原料中回收铝，制得氧化铝和硫酸铝铵产品。
现有技术方案包括以离子型稀土除杂渣为原料回收铝，但该方案存在以下缺陷：
(1)对除杂渣的性质及其浸出条件研究不深，除杂渣中稀土及放射性元素均以吸附形式存在，浸出时需要全部溶解氢氧化铝，才能将其他元素浸出出来，现有技术由于考虑到后续稀土的回收，所用硫酸量均较少低于渣量的20％，因此，铝回收率较低，浸出渣量大；
(2)通过调控浸出液的pH沉淀得到氢氧化铝沉淀，选择性差，导致浸出液中的铁、铀、钍等杂质会被吸附进入氢氧化铝产品，因此氢氧化铝产品质量差；
(3)在铝沉淀过程中，pH调控至5.0～5.5会使部分稀土等有价元素沉淀，造成资源损失。
现有以其他原料制备硫酸铝铵的技术缺陷；
(1)由铵铝反应后料液进行结晶制备硫酸铝铵粗产品时，降温结晶控制过程较粗放，缺少对出晶和晶粒生长的控制，不可避免造成产品质量差，杂质多。
(2)硫酸铝铵粗产品经过晶体溶解、一次重结晶、二次重结晶进行除杂，流程繁琐，操作步骤多，设备投资及生产成本高。
(3)硫酸铝铵产品经过溶解、一次重结晶和二次重结晶的步骤，造成铝的损失较多，回收率低等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，根据除杂中所含主要成分制备硫酸铝铵产品，达到资源利用最大化和废物最小化的目的。
为达到上述目的，本发明提供了一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，包括：
稀土除杂渣采用浓硫酸浸出，得到一次浸出液和一次浸出渣；
对所述一次浸出渣进行过滤和洗涤，得到二次浸出液和二次浸出渣；
将所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，与含铵试剂进行铝铵反应；
铝铵反应后的溶液冷却结晶，过滤得到硫酸铝铵以及含有稀土的结晶母液；
对所述硫酸铝铵进行洗涤，得到硫酸铝铵产品和洗涤溶液。
进一步地，在所述稀土除杂渣采用浓硫酸浸出的步骤中，每千克稀土除杂渣的浓硫酸用量为0.75～0.8kg，浸出过程中液固比2.8～3.2L/kg，浸出过程利用浓硫酸稀释热和反应热保持浸出温度60～80℃，浸出时间为60min～240min。
进一步地，浸出过程中边搅拌边加入除杂渣，温度达到80℃后，停止加入除杂渣，待温度降低后，继续加入除杂渣，维持浸出温度在60～80℃。
进一步地，对所述一次浸出渣进行过滤和洗涤的步骤包括：洗水用量为一次浸出渣质量的0.3～0.5倍，浸出液用于制备硫酸铝铵；二次浸出渣渣量为稀土除杂渣的15～30％，表土堆存。
进一步地，所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，提取有价金属后再进行铝铵反应。
进一步地，所述含铵试剂为硫酸铵饱和溶液或者硫酸铵饱和溶液中10％的硫酸铵替换为碳酸氢铵；将浸出液保持在60℃～80℃，按一定速率加入预热至60～80℃的所述含铵试剂，进行铵铝反应；反应时间为60min～240min，按铵铝摩尔比1.1:1～2.0:1控制所述含铵试剂加入量。
进一步地，所述冷却结晶包括：上一批出晶量的0.5％～1％作为晶种；降温速率控制在0.5℃/min～3℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加晶种搅拌5～10min，然后回温2～5℃，养晶5～15min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌10min～30min，继续冷却至0℃～10℃，搅拌30min～60min，结晶完成。
进一步地，所述结晶母液，送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土和/或返回稀土除杂渣采用浓硫酸浸出时的液体添加，保持浸出温度。
进一步地，对所述硫酸铝铵进行洗涤包括：采用0℃～10℃的饱和的硫酸铵溶液洗涤，硫酸铵溶液与所述硫酸铝铵的体积比为1:1～3:1，以硫酸铝铵夹杂的游离水计。
进一步地，洗涤后得到的洗涤溶液，返回作为铝铵反应的含铵试剂。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)本发明采用浓硫酸对除杂渣进行浸出，将可溶性铝转移到溶液中，实现稀土除杂渣中铝的高效提取，同时实现稀土、铀等有价金属的同步提取，可溶性铝的浸出率在95％以上，铀、稀土的浸出率均在90％以上。
(2)本发明针对稀土除杂渣浸出液中Al3+和SO4 2-浓度高的特点，根据氢氧化铝和硫酸铝铵二者对稀土和放射性元素等吸附能力差异，采用铵铝反应-冷却结晶硫酸铝铵的方法实现铝的回收，并通过结晶母液返回进一步提高浸出液中REO/Al比，将浸出液中REO/Al比从1/10提高到1/1以上，返回稀土生产线，既不影响稀土生产线碳酸稀土产品质量，又使结晶过程中过量的硫酸铵得到利用，同时避免了氢氧化铝沉淀带来的稀土吸附损失。
(3)本发明得到的产品质量高，制备的硫酸铝铵产品纯度可达到96.5％以上，可作为商品出售。
(4)本发明根据除杂中所含主要成分，Al2O3与SO3和NH4总量超过70％，制备硫酸铝铵产品，达到资源利用最大化和废物最小化的目的。
(5)本发明采用浓硫酸作浸出剂，精确控制硫酸用量和浸出液固比，得到适宜铝浓度和合适酸度的浸出液，避免浸出过程中出现“爆发成核”现象。
(6)本发明采用维持浸出液60℃～80℃下加入硫酸铵(或硫酸铵+碳酸氢铵)饱和溶液进行铵铝反应，控制溶液中硫酸铝铵合适的饱和度，保证结晶效率。
(7)本发明采用控制降温速度、添加晶种以及回温养晶的冷却结晶方法，控制硫酸铝铵产品的结晶析出条件，结晶出高质量的硫酸铝铵产品，部分结晶母液返回除杂渣浸出，提高结晶母中REO/Al比和铝回收率，部分结晶母液进入稀土生产线回收稀土，简化工艺流程。
(8)本发明所用试剂均为离子型稀土矿开采所用的硫酸、硫酸铵和碳酸氢铵等，不引入其他试剂，反应过程生产的产物和过量的试剂均为硫酸铵，返回进入原矿浸出母液处理系统得到利用，不产生废水，实现了清洁生产。
附图说明
图1是一个实施例中离子型稀土除杂渣制备硫酸铝铵的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在一个实施例中，除杂渣含水率：60％～85％，主要成分包括：Al2O3：30％～50％，SiO2：10％～15％，SO3：15％～40％，REO：2％～5％，NH4：1％～5％。主要成分中Al2O3与SO3和NH4总量超过70％，制备硫酸铝铵产品，达到资源利用最大化和废物最小化的目的。如图1所示，从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，包括如下步骤：
(1)除杂渣一次浸出
除杂渣采用质量分数>92％的浓硫酸浸出，浸出方式：搅拌浸出，硫酸用量：0.75～0.8kg/kg干除杂渣，浸出液固比：2.8～3.2L/kg，浸出温度：60～80℃，浸出过程利用浓硫酸稀释热和反应热，无需加热；浸出时间：60min～240min。浸出过程中需要严格控制液固比和弄硫酸用量，得到适宜铝浓度和合适酸度的浸出液，防止“爆发成核”现象发生。
浸出液：Al3+40g/L～50g/L，SO4 2-350g/L～450g/L，REO4g/L～15g/L，pH0.5～2.0，NH4 +5g/L～15g/L，Fe3+0.5g/L～1g/L，U100mg/L～300mg/L，Th100mg/L～300mg/L。
(2)浸出渣过滤与洗涤
除杂渣中除了可溶性的氢氧化铝以外，还有一部分不溶的粘土，是由离子型稀土矿原地浸出过程带入到母液中，在除杂时与氢氧化铝一同进入到除杂渣中，因此浸出时还会产生一部分浸出渣，需要进行过滤和洗涤。一次浸出渣经过滤和洗涤后，得到含铝的二次浸出液和二次浸出渣，洗水用量：0.3～0.5倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵，二次浸出渣量为除杂渣的15～30％，表土堆存。
(3)铝铵反应
将所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，与含铵试剂进行铝铵反应。进一步地，所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，提取有价金属后再进行铝铵反应。
含铵试剂为硫酸铵(或硫酸铵+碳酸氢铵)配制的饱和溶液，将浸出液保持在60℃～80℃，按一定速率加入预热至60～80℃的含铵试剂，进行铵铝反应，反应时间为60min～240min，用量按铵铝摩尔比1.1:1～2.0:1控制加入。控制溶液中硫酸铝铵合适的饱和度，保证结晶效率。
硫酸铵铵铝摩尔比大于2.0:1时，母液中硫酸根处于过量状态，不利于稀土等元素回收，可用10％碳酸氢铵代替铵源，采用硫酸铵和碳酸氢铵溶液作为含铵试剂。
(4)冷却结晶
将铵铝反应后的溶液按一定速率降温至析出硫酸铝铵结晶温度，严格控制降温速率控制在0.5℃/min～3℃/min，避免冷却结晶过程出现“爆发成核”。当溶液温度降至出晶点时，添加少量晶种搅拌5～10min，然后回温2～5℃，养晶5～15min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌10min～30min，继续冷却至0℃～10℃，搅拌20min～60min，结晶完成。所述继续冷却的降温速率为3℃/min～10℃/min。上一批出晶量的0.5％～1％作为晶种。
采用控制降温速度、添加晶种以及回温养晶的冷却结晶方法，控制硫酸铝铵产品的结晶析出条件，结晶出高质量的硫酸铝铵产品，部分结晶母液返回除杂渣浸出，提高结晶母中REO/Al比和铝回收率，部分结晶母液进入稀土生产线回收稀土，简化工艺流程。
(5)硫酸铝铵过滤与洗涤
冷却结晶完成后，过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出，控制浸出液固比。
(6)硫酸铝铵产品洗涤
硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度0℃～10℃，洗涤比为1:1～3:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。洗涤后得到硫酸铝铵产品和洗涤溶液，洗涤溶液返回铝铵反应。
实施例1
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.75kg/kg干除杂渣，浸出液固比：3:1L/kg，浸出温度：65℃，浸出时间：100min。洗涤用水量为0.5倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵饱和溶液，浸出液保持在65±2℃，按照10mL/min的速度加入硫酸铵饱和溶液的温度为65±2℃，反应时间为100min，铵铝摩尔比1.5:1。冷却的降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加0.5％的硫酸铝铵晶种搅拌5min，然后回温2℃，养晶8min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌30min，继续冷却至0℃，降温速率为5℃/min，搅拌30min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用饱和硫酸铵溶液洗涤，溶液温度0℃，洗涤比为1.5:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率95％，硫酸铝铵结晶回收率92％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度97.5％，可溶性铝总回收率为93.7％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为1.2％。
实施例2
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.75kg/kg干除杂渣，浸出液固比：2.8:1L/kg，浸出温度：60℃，浸出时间：120min。洗涤用水量为0.3倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵饱和溶液，浸出液保持在60℃，按照2mL/min的速度加入硫酸铵饱和溶液的温度为60℃，反应时间为60min，铵铝摩尔比1.1:1。冷却的降温速率为3℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加0.5％的硫酸铝铵晶种搅拌5min，然后回温2℃，养晶5min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌10min，继续冷却至10℃，继续冷却的降温速率为5℃/min，搅拌30min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度10℃，洗涤比为1:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率95％，硫酸铝铵结晶回收率86％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度96.6％，可溶性铝总回收率为86.3％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为2.7％。
实施例3
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.80kg/kg干除杂渣，浸出液固比：3.2:1L/kg，浸出温度：80℃，浸出时间：240min。洗涤用水量为0.5倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵饱和溶液，浸出液保持在80℃，按照1mL/min的速度加入硫酸铵饱和溶液的温度为80℃，反应时间为240min，铵铝摩尔比1.5:1。冷却的降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加1.0％的硫酸铝铵晶种搅拌10min，然后回温5℃，养晶15min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌30min，继续冷却至0℃，继续冷却的降温速率为10℃/min，搅拌60min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度0℃，洗涤比为3:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率98％，硫酸铝铵结晶回收率94％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度98.5％，可溶性铝总回收率为93％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为1.1％。
实施例4
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.78kg/kg干除杂渣，浸出液固比：3.0:1L/kg，浸出温度：70℃，浸出时间：120min。洗涤用水量为0.4倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵饱和溶液，浸出液保持在70℃，按照1mL/min的速度加入硫酸铵饱和溶液的温度为70℃，反应时间为120min，铵铝摩尔比1.5:1。冷却的降温速率为1.5℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加0.7％的硫酸铝铵晶种搅拌8min，然后回温3℃，养晶8min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌20min，继续冷却至5℃，继续冷却的降温速率为3℃/min，搅拌45min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度5℃，洗涤比为2:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率96％，硫酸铝铵结晶回收率92％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度97.8％，可溶性铝总回收率为90％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为1.6％。
实施例5
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.80kg/kg干除杂渣，浸出液固比：3.2:1L/kg，浸出温度：80℃，浸出时间：120min。洗涤用水量为0.5倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵+10％碳酸氢铵溶液，浸出液保持在80℃，按照1mL/min的速度加入硫酸铵+10％碳酸氢铵溶液的温度为80℃，反应时间为180min，铵铝摩尔比1.3:1。冷却的降温速率为1.5℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加0.5％的硫酸铝铵晶种搅拌8min，然后回温2℃，养晶10min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌20min，继续冷却至5℃，继续冷却的降温速率为10℃/min，搅拌30min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度5℃，洗涤比为3:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率97％，硫酸铝铵结晶回收率90％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度97.3％，可溶性铝总回收率为87％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为1.2％。
实施例6
选择稀土除杂渣，含水率：65％，主要成分包括：Al2O3：45.8％，SiO2：12.8％，SO3：32.5％，REO：4.1％，NH4：4.8％。
采用浓度为98％浓硫酸浸出，硫酸用量：0.80kg/kg干除杂渣，浸出液固比：3.0:1L/kg，浸出温度：60℃，浸出时间：180min。洗涤用水量为0.5倍浸出渣量，浸出液用于制备硫酸铝铵。铝铵反应采用的含铵试剂为硫酸铵饱和溶液，浸出液保持在60℃，按照2mL/min的速度加入硫酸铵饱和溶液的温度为60℃，反应时间为120min，铵铝摩尔比1.3:1。冷却的降温速率为2℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加1.0％的硫酸铝铵晶种搅拌10min，然后回温3℃，养晶15min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌30min，继续冷却至5℃，继续冷却的降温速率为8℃/min，搅拌45min，结晶完成。过滤硫酸铝铵，得到硫酸铝铵粗产品及含有稀土的结晶母液，结晶母液部分送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土、部分返回除杂渣浸出。硫酸铝铵粗产品洗涤采用近饱和的硫酸铵溶液洗涤，溶液温度5℃，洗涤比为2:1，以硫酸铝铵粗产品夹杂的游离水计。
在该实施例中，可溶性铝浸出率96％，硫酸铝铵结晶回收率94％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度98.3％，可溶性铝总回收率为93％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为0.7％。
本发明取得的技术效果至少包括：可溶性铝浸出率95％～98％，硫酸铝铵结晶回收率85％～95％(按铝计)，硫酸铝铵产品纯度96.5％～99％，可溶性铝总回收率为85％～95％，回收硫酸铝铵过程中稀土的损失率为0.5％～3％。
现有离子型稀土矿除杂渣处理一般采用稀硫酸浸出，对溶液然后用草酸沉淀或碳酸氢铵沉淀回收稀土，未涉及放射性元素的提取和回收；池汝安提出的除杂渣酸浸，碱液调节pH分布沉淀铝和稀土的工艺，为了保证稀土有效回收，部分溶解除杂渣中要溶性铝，铝的浸出率只有48％，铝的最终回收率为46％，铝产品含量70～90％。本发明采用浓硫酸对除杂渣进行浸出，将可溶性铝转移到溶液中，实现稀土除杂渣中铝的高效提取，同时实现稀土、铀等有价金属的同步提取，可溶性铝的浸出率在95％以上，铀、稀土的浸出率均在90％以上。
综上所述，本发明涉及一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，包括：稀土除杂渣采用浓硫酸浸出，得到一次浸出液和一次浸出渣；进行过滤和洗涤，得到二次浸出液和二次浸出渣；浸出液混合后，与含铵试剂进行铝铵反应；冷却结晶，过滤得到硫酸铝铵以及含有稀土的结晶母液；洗涤得到硫酸铝铵产品和洗涤溶液。本发明采用浓硫酸对除杂渣进行浸出，将可溶性铝转移到溶液中，实现稀土除杂渣中铝的高效提取。采用铵铝反应-冷却结晶硫酸铝铵的方法实现铝的回收，并通过结晶母液返回提高浸出液中REO/Al比，提高到1/1以上，返回稀土生产线，既不影响稀土生产线碳酸稀土产品质量，又使结晶过程中过量的硫酸铵得到利用，同时避免了氢氧化铝沉淀带来的稀土吸附损失。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，包括：
稀土除杂渣采用浓硫酸浸出，得到一次浸出液和一次浸出渣；
对所述一次浸出渣进行过滤和洗涤，得到二次浸出液和二次浸出渣；
将所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，与含铵试剂进行铝铵反应；
铝铵反应后的溶液冷却结晶，过滤得到硫酸铝铵以及含有稀土的结晶母液；
对所述硫酸铝铵进行洗涤，得到硫酸铝铵产品和洗涤溶液。
2.根据权利要求1所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，在所述稀土除杂渣采用浓硫酸浸出的步骤中，每千克稀土除杂渣的浓硫酸用量为0.75～0.8kg，浸出过程中液固比2.8～3.2L/kg，浸出过程利用浓硫酸稀释热和反应热保持浸出温度60～80℃，浸出时间为60min～240min。
3.根据权利要求2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，浸出过程中边搅拌边加入除杂渣，温度达到80℃后，停止加入除杂渣，待温度降低后，继续加入除杂渣，维持浸出温度在60～80℃。
4.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，对所述一次浸出渣进行过滤和洗涤的步骤包括：洗水用量为一次浸出渣质量的0.3～0.5倍，浸出液用于制备硫酸铝铵；二次浸出渣渣量为稀土除杂渣的15～30％，表土堆存。
5.根据权利要求2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，所述一次浸出液和所述二次浸出液混合后，提取有价金属后再进行铝铵反应。
6.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，所述含铵试剂为硫酸铵饱和溶液或者硫酸铵饱和溶液中10％的硫酸铵替换为碳酸氢铵；将浸出液保持在60℃～80℃，按一定速率加入预热至60～80℃的所述含铵试剂，进行铵铝反应；反应时间为60min～240min，按铵铝摩尔比1.1:1～2.0:1控制所述含铵试剂加入量。
7.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，所述冷却结晶包括：上一批出晶量的0.5％～1％作为晶种；降温速率控制在0.5℃/min～3℃/min，当溶液温度降至出晶点时，添加晶种搅拌5～10min，然后回温2～5℃，养晶5～15min后降温至出晶点，维持出晶点温度继续搅拌10min～30min，继续冷却至0℃～10℃，搅拌30min～60min，结晶完成。
8.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，所述结晶母液，送原矿浸出母液处理车间除杂工序回收稀土和/或返回稀土除杂渣采用浓硫酸浸出时的液体添加，保持浸出温度。
9.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，对所述硫酸铝铵进行洗涤包括：采用0℃～10℃的饱和的硫酸铵溶液洗涤，硫酸铵溶液与所述硫酸铝铵的体积比为1:1～3:1，以硫酸铝铵夹杂的游离水计。
10.根据权利要求1或2所述的从离子型稀土除杂渣回收铝的方法，其特征在于，洗涤后得到的洗涤溶液，返回作为铝铵反应的含铵试剂。
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