一种分步沉淀回收离子吸附型稀土矿浸出液中稀土的方法_2

文档序号:9411805阅读:来源:国知局
土矿浸出液回收稀土的方法中不能既减小生产成本、降低氨氮污染,又保证产品中稀土的纯度。
[0022]本发明提供了一种分步沉淀回收离子吸附型稀土矿浸出液中稀土的方法,包括以下步骤:首先在经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液中加入含镁碱性化合物进行沉淀反应,然后再加入含钙碱性化合物进行沉淀反应,固液分离后得到稀土沉淀富集物和沉淀母液;其中,以氧化镁计,含镁碱性化合物的加入量为所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的X Wt% ;以氧化钙计,含钙碱性化合物的加入量为所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的Y wt%, 10 %彡X %彡80%,25%彡Y%彡120%,105%彡Χ%+ Υ%彡130%。
[0023]本发明是针对经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液进行分步沉淀回收稀土,所述浸出液中硫酸根离子的浓度为0.2g/L~20g/L,稀土的浓度为0.2~30g/L (以REO计)。该浸出液为现有工业上的离子吸附型稀土矿提取工艺中获得的,将离子吸附型稀土矿通过硫酸铵/硫酸镁等浸取剂溶液浸取,然后再经碳酸氢铵/氢氧化钠/碳酸氢钠/氧化镁等除杂后直接获得所述的经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液。另外,由于离子吸附型稀土矿土壤本身中有硫酸根存在,因此采用非硫酸盐类的浸取剂(如硝酸铵、氯化铵、氯化钠、氯化钙等)也能得到本发明中所述的离子吸附型稀土矿浸出液。
[0024]首先加入含镁碱性化合物进行沉淀反应,然后再加入含钙碱性化合物进行沉淀反应,并且控制含镁/钙碱性化合物的加入量10 %彡X %彡80%,25%^ Y%^ 120%, 105%^ Χ%+Υ%< 130%,固液分离后得到稀土沉淀富集物和沉淀母液。由于含镁/钙的碱性化合物具有简单易得的优点,用于沉淀回收浸出液中的稀土成本低廉,沉淀过程不存在氨氮污染,沉淀产生的钙镁离子能用于浸矿过程。但是含镁碱性化合物在水中溶解度低,碱性弱,单独用其沉淀易影响最终稀土产品的纯度。而含钙碱性化合物水中溶解度较高,碱性较强,有利于降低沉淀反应时间、控制最终的沉淀产物纯度,但单独用其沉淀也存在易形成大量硫酸钙沉淀,降低产品纯度的问题。故本发明中先往浸出液中加入一定量的含镁碱性化合物,使其在高稀土浓度的条件下加速溶解反应,减少不溶物残留。然后再加入含钙碱性化合物沉淀浸出液中剩余的稀土,由于其溶解度较大,不易存在不溶物残留。同时含钙碱性化合物的加入提供了钙离子,有利于体系中少量硫酸钙的形成,有利于诱导氢氧化稀土的结晶。
[0025]优选含镁/钙碱性化合物的加入量为30 %彡X %彡70%, 35% ( Y% ( 100%,105% Χ%+ Υ% 130%ο在上述优选范围,是为了更好的保证在$父尚稀土浓度下进彳丁含儀碱性化合物的沉淀过程,有利于提高沉淀速率,同时有利于控制最终沉淀产物中不溶物的量,提高稀土产品的纯度。同时兼顾硫酸钙的Ksp,使含钙碱性化合物的沉淀过程中能完全沉淀剩余的稀土离子,同时与与原料中硫酸根离子反应生成少量的硫酸钙沉淀,有利于诱导氢氧化稀土的晶型沉淀,而不至于生成过多的硫酸钙以致影响沉淀产物的纯度。
[0026]所采用的含镁碱性化合物为氧化镁、氢氧化镁、含镁矿物的焙烧产物中的至少一种。含镁矿物为蛇纹石、菱镁矿、水镁矿中的至少一种。所采用的含钙碱性化合物为氧化钙、氢氧化钙、含钙矿物的焙烧产物中的至少一种。含钙矿物为石灰石、大理石、方解石中的至少一种。与传统的沉淀剂氢氧化钠、碳酸钠、草酸等相比,上述含镁/钙碱性化合物廉价易得且过程简单易控,有利于降低生产成本。
[0027]在加入含镁碱性化合物进行沉淀反应的步骤中,反应温度为5°C?90°C。反应在常温下进行即可,也可适当的加温,有利于加快沉淀反应速度。反应时间可根据实际情况调整。
[0028]在加入含钙碱性化合物进行沉淀反应的步骤中,反应温度为5°C?90°C。同样地,反应在常温下进行即可,也可适当的加温,有利于加快沉淀反应速度。反应时间可根据实际情况调整。
[0029]本发明采用分步沉淀回收离子吸附型稀土矿中的稀土,最后获得稀土沉淀富集物和沉淀母液。稀土沉淀富集物可经煅烧后得到稀土精矿产品;沉淀后得到的沉淀母液中稀土的含量为0.lg/L以下(以REO计),以保证稀土具有较高回收率。
[0030]下面将结合实施例进一步说明本发明提供的分步沉淀回收离子吸附型稀土矿浸出液中稀土的方法。
[0031]对比实施例1
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液10L,其稀土浓度为1.5g/L(RE0计)、硫酸根浓度为4.0g/L。按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的110%,向浸出液中加入9.12g氧化钙,在40°C下反应3小时,反应结束后进行固液分离获得稀土沉淀富集物和沉淀母液,沉淀母液中稀土浓度为0.03g/L (RE0计),稀土沉淀富集物经过800°C煅烧得到稀土精矿产品,其稀土纯度为86.5wt% (RE0计)。
[0032]对比实施例2
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液10L,其稀土浓度为1.5g/L(RE0计)、硫酸根浓度为4.0g/L。按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的110%,向浸出液中加入6.5Ig氧化镁,在40°C下反应3小时,反应结束后进行固液分离获得稀土沉淀富集物和沉淀母液,固液分离所用时间为llOmin。沉淀母液中稀土浓度为0.05g/L(RE0计),稀土沉淀富集物经过800 °C煅烧得到稀土精矿产品,其稀土纯度为79.7wt% (RE0计)。
[0033]实施例1
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液10L,其稀土浓度为1.5g/L(RE0计)、硫酸根浓度为4.0g/L。首先按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的60%,向浸出液中加入3.55g氧化镁,在40°C下反应2小时,然后按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的50%,向浸出液中加入4.14g氧化钙,在40°C下反应I小时。反应结束后进行固液分离获得稀土沉淀富集物和沉淀母液,固液分离所用时间为20min。沉淀母液中稀土浓度为0.02g/L (REO计),稀土沉淀富集物经过800°C煅烧得到稀土精矿产品,其稀土纯度为92.5wt% (RE0 计)。
[0034]实施例2
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液100L,其稀土浓度为0.2g/L (RE0计)、硫酸根浓度为2.0g/L。首先按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的30%,向浸出液中加入2.37g氢氧化镁(以氧化镁计),在60 °C下反应2小时,然后按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的85%,向浸出液中加入9.39g氢氧化钙(以氧化钙计),在60°C下反应I小时。反应结束后进行固液分离获得稀土沉淀富集物和沉淀母液,沉淀母液中稀土浓度为0.005g/L(RE0计),稀土沉淀富集物经过800°C煅烧得到稀土精矿产品,其稀土纯度为 91.7wt% (RE0 计)。
[0035]实施例3
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液100L,其稀土浓度为0.2g/L (RE0计)、硫酸根浓度为2.0g/L。首先按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的13%,向浸出液中加入1.03g氢氧化镁(以氧化镁计),在60 °C下反应2小时,然后按所述浸出液中稀土离子沉淀完全所需理论用量的102%,向浸出液中加入11.27g氢氧化钙(以氧化钙计),在60°C下反应I小时。反应结束后进行固液分离获得稀土沉淀富集物和沉淀母液,沉淀母液中稀土浓度为0.004g/L(RE0计),稀土沉淀富集物经过800°C煅烧得到稀土精矿产品,其稀土纯度为 90.3wt% (RE0 计)。
[0036]实施例4
取经除杂处理后的离子吸附型稀土矿浸出液10L,其稀土浓度为10g/L (RE0计)、硫酸根
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