碳酸氢铵沉淀分离Sm<sup>3+</sup>和Zn<sup>2+</sup>的NH<sub>4</sub>Cl溶液循环利用方法
【专利摘要】本发明涉及一种碳酸氢铵沉淀分离Sm3+和Zn2+的NH4Cl溶液循环利用方法，属于稀土湿法冶金领域。本发明是用碳酸氢铵从ZnCl2、SmCl3和NH4Cl的混合溶液中制备碳酸钐沉淀，用N235从沉淀母液中萃取锌，得到的高浓度NH4Cl溶液用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，实现了NH4Cl溶液的循环利用，易于实现工业化生产。
【专利说明】
碳酸氢铵沉淀分离Sm3+和Zn2+的NH4CI溶液循环利用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种碳酸氢铵沉淀分离Sm3+和Zn2+的NH4Cl溶液循环利用方法，属于稀土湿法冶金领域。
【背景技术】
[0002]目前企业采用锌粉还原富铕溶液中Eu3+制备氧化铕工艺，在还原萃取分离段Zn2+作为易萃组份随Sm3+、Gd3+等三价稀土离子经过反萃后返回到钐铕分离段，Zn2+随Sm3+—起从钐铕分离段萃余液流出，直接用碳酸氢铵为沉淀剂，Zn2+也会同碳酸钐沉淀，影响氧化钐产品质量，为了保证氧化钐产品质量，需进行Sm3+和Zn2+分离;在料液中添加NH4Cl用碳酸氢铵将Sm3+完全沉淀，而在高浓度NH4Cl介质中Zn2+不沉淀，实现了 Sm3+和Zn2+分离，如将碳酸钐沉淀母液中NH4Cl稀释到一定浓度后，加入碳酸氢铵会产生碱式碳酸锌沉淀，但Zn2+沉淀不完全，为了将Zn2+完全沉淀，用N235萃取锌，实现了锌从氯化铵溶液分离，用水反萃得到反萃余液，反萃余液为不含NH4Cl的氯化锌溶液，氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，N235萃取锌的萃余液为NH4Cl溶液，合理回用NH4Cl溶液，实现NH4Cl溶液的循环利用。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种碳酸氢铵沉淀分离Sm3+和Zn2+的NH4Cl溶液循环利用方法，该可降低生产成本，实现NH4Cl溶液循环利用。
[0004]技术解决方案:
本发明用钐铕分离段萃余液作为原料，萃余液中SmCl3浓度为1.26 mol/L、ZnCl2浓度
0.061-0.184 mol/L，用NH4Cl溶液稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度，混合均匀的溶液作为沉淀料液，NH4Cl溶液是从锌和NH4Cl的混合溶液中萃取分离锌后的萃余液，NH4Cl溶液浓度为3.97 mol/L，沉淀料液中SmCl3浓度为0.6 mol/L、ZnCl2浓度0.029-0.088 mol/L、NH4Cl浓度2.08 mol/L，料液温度达到60°C时，向料液中加入沉淀剂，沉淀剂用NH4Cl溶液溶解碳酸氢铵配制，沉淀剂中碳酸氢铵浓度为1.9 mol/L、NH4Cl浓度3.97 mol/L，当沉淀母液pH值达到6时，料液中Sm3+完全转化为碳酸钐沉淀，碳酸钐沉淀经过滤、洗涤，得到ZnO含量小于0.003%的碳酸钐、碳酸钐沉淀母液；用盐酸将碳酸钐沉淀母液酸度调配到0.2 mol/L作为锌和NH4Cl分离的原料，用N235从锌和NH4Cl的混合溶液中萃取锌，得到氯化锌溶液和浓度为3.97mol/L的NH4Cl溶液;氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，得到氧化钐含量小于0.001%的碱式碳酸锌;NH4Cl溶液回用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，实现了 NH4Cl溶液的循环利用。
[0005]发明效果
本发明中NH4Cl溶液回用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，NH4Cl溶液稀释萃余液后NH4Cl浓度为2.08 mol/L，NH4Cl溶液配制碳酸钐沉淀剂NH4Cl浓度为3.97 mol/L，料液中钐完全沉淀后，沉淀剂和料液混合后的沉淀母液中NH4Cl浓度为3.05mol/L，另外沉淀剂碳酸氢铵与料液中氯化钐反应也生成NH4Cl,沉淀母液中NH4Cl浓度又提高到3.97 mol/L，由于沉淀母液中NH4Cl浓度在3 mol/L以上、沉淀终点pH值小于6.7时，锌不生成沉淀，利用NH4Cl溶液稀释萃余液和配制碳酸钐沉淀剂，满足了用碳酸氢铵沉淀法分离Sm3+和Zn2+的要求，实现了 NH4Cl溶液的循环利用，易于实现工业化生产。
【具体实施方式】
[0006]实施例1
在沉淀罐中加入2000 L SmCl3浓度为1.26 mol/L、ZnCl2浓度0.061 mol/L的钐铕分离段萃余液，加入2200 L浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，混合均匀的溶液作为沉淀料液;在另一个反应罐中加入4400 L 1€14(:1浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，加入660 kg碳酸氢铵，碳酸氢铵溶解后，配制成碳酸氢铵浓度1.9 mol/L和NH4Cl浓度3.97 mol/L的混合溶液;将料液加热到60°C，加入碳酸氢铵和NH4Cl混合溶液，当沉淀母液pH值达到6时，溶液中Sm3+完全转化为碳酸钐沉淀，碳酸钐沉淀经过滤、洗涤，得到ZnO含量为0.0018%的碳酸钐沉淀、碳酸钐沉淀母液;用盐酸将碳酸钐沉淀母液酸度调配到0.2 mol/L，用N235萃取锌，得到反萃余液和萃余液，反萃余液为氯化锌溶液，氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，得到氧化钐含量小于0.001%的碱式碳酸锌;萃余液为NH4C1溶液，溶液中NH4C1浓度为3.97 mol/L,NH4Cl溶液用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，实现了 NH4Cl溶液的循环利用。
[0007]实施例2
在沉淀罐中加入2000 L SmCl3浓度为1.26 mol/L、ZnCl2浓度0.13 mol/L的钐铕分离段萃余液，加入2200 L浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，混合均匀的溶液作为沉淀料液;在另一个反应罐中加入4400 L 1€14(:1浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，加入660 kg碳酸氢铵，碳酸氢铵溶解后，配制成碳酸氢铵浓度1.9 mol/L和NH4Cl浓度3.97 mol/L的混合溶液;将料液加热到60°C，加入碳酸氢铵和NH4Cl混合溶液，当沉淀母液pH值达到6时，溶液中Sm3+完全转化为碳酸钐沉淀，碳酸钐沉淀经过滤、洗涤，得到ZnO含量为0.0011%的碳酸钐沉淀、碳酸钐沉淀母液;用盐酸将碳酸钐沉淀母液酸度调配到0.2 mol/L，用N235萃取锌，得到反萃余液和萃余液，反萃余液为氯化锌溶液，氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，得到氧化钐含量小于0.001%的碱式碳酸锌;萃余液为NH4C1溶液，溶液中NH4C1浓度为3.97 mol/L,NH4Cl溶液用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，实现了 NH4Cl溶液的循环利用。
[0008]实施例3
在沉淀罐中加入2000 L SmCl3浓度为1.26 mol/L、ZnCl2浓度0.18 mol/L的钐铕分离段萃余液，加入2200 L浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，混合均匀的溶液作为沉淀料液;在另一个反应罐中加入4400 L 1€14(:1浓度为3.97 mol/L的NH4Cl溶液，加入660 kg碳酸氢铵，碳酸氢铵溶解后，配制成碳酸氢铵浓度1.9 mol/L和NH4Cl浓度3.97 mol/L的混合溶液;将料液加热到60°C，加入碳酸氢铵和NH4Cl混合溶液，当沉淀母液pH值达到6时，溶液中Sm3+完全转化为碳酸钐沉淀，碳酸钐沉淀经过滤、洗涤，得到ZnO含量为0.0018%的碳酸钐沉淀、碳酸钐沉淀母液;用盐酸将碳酸钐沉淀母液酸度调配到0.2 mol/L，用N235萃取锌，得到反萃余液和萃余液，反萃余液为氯化锌溶液，氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，得到氧化钐含量小于0.001%的碱式碳酸锌;萃余液为NH4C1溶液，溶液中NH4C1浓度为3.97 mol/L,NH4Cl溶液用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂，实现了 NH4Cl溶液的循环利用。
【主权项】
1.碳酸氢铵沉淀分离Sm3+和Zn2+的NH4Cl溶液循环利用方法，其特征在于，用钐铕分离段萃余液作为原料，萃余液中SmCl3摩尔浓度为1.26 11101/1、211(:12摩尔浓度0.061-0.184 mol/L，用NH4Cl溶液稀释萃余液中SmCl 3和ZnCl 2浓度，混合均匀的溶液作为沉淀料液，NH4Cl溶液是从锌和NH4Cl的混合溶液中萃取分离锌后的萃余液，NH4Cl溶液摩尔浓度为3.97 mo I /L，沉淀料液中SmCl3摩尔浓度为0.6 mol/L、ZnCl2摩尔浓度0.029-0.088 mol/L、NH4Cl摩尔浓度.2.08 mol/L，料液温度达到60°C时，向料液中加入沉淀剂，沉淀剂用NH4Cl溶液溶解碳酸氢铵配制，沉淀剂中碳酸氢铵摩尔浓度为1.9 11101/1、1€14(:1摩尔浓度3.97 mol/L，当沉淀母液pH值达到6时，料液中Sm3+完全转化为碳酸钐沉淀，碳酸钐沉淀经过滤、洗涤，得到ZnO含量小于0.003%的碳酸钐、碳酸钐沉淀母液;用盐酸将碳酸钐沉淀母液酸度调配到0.2 mol/L作为锌和NH4Cl分离的原料，用N235从锌和NH4Cl的混合溶液中萃取锌，得到氯化锌溶液和浓度为.3.97 mol/L的NH4Cl溶液；氯化锌溶液作为制备碱式碳酸锌原料，得到氧化钐含量小于.0.001%的碱式碳酸锌;NH4Cl溶液回用于稀释萃余液中SmCl3和ZnCl 2浓度和配制碳酸钐的沉淀剂。
【文档编号】C22B59/00GK105886762SQ201610233788
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】郝先库, 张瑞祥, 刘全, 刘海旺, 王士智, 马显东, 赵永志, 刘莎莎, 斯琴毕力格, 许宗泽
【申请人】包头稀土研究院, 包头市京瑞新材料有限公司