一种含稀土的铝硅废料的回收方法_2

文档序号:9212773阅读:来源:国知局
量。
[0023] 本发明上述的方法中,酸浸时采用的无机强酸只要能够与铝硅废料中的稀土元素 反应,形成可溶性盐即可。在一种优选的实施方式中,上述步骤Sl中,无机强酸包括但不限 于硫酸、盐酸或硝酸,优选为盐酸。
[0024] 向上述酸浸液中加入无机碱的过程中,本领域技术人员有能力选择具体的操作工 艺,以使酸浸液中的稀土离子和铝离子形成沉淀。在一种优选的实施方式中,上述步骤S2 中,向酸浸液中加入无机碱后,控制反应过程中的pH=5~8,在10~50°C温度下反应0. 5~ 12h ;优选在15~35°C温度下反应2~8h。向酸浸液中加入无机碱后,将体系的反应条件 控制在上述范围时,稀土离子和铝离子能够快速地、充分地形成沉淀,有利于使稀土元素更 充分地转化为沉淀,从而进一步提高稀土元素的回收率。
[0025] 富集步骤中采用的无机碱只要能够与酸浸液中的稀土离子、铝离子反应形成沉淀 即可。在一种优选的实施方式中,上述步骤S2中,无机碱包括但不限于可溶性碳酸盐、可溶 性碳酸氢盐、可溶性氢氧化物或氨水;优选可溶性碳酸盐和可溶性碳酸氢盐包括但不限于 碱金属盐、碱土金属盐或铵盐,可溶性氢氧化物包括但不限于碱金属氢氧化物。
[0026] 将上述沉淀富集物与氢氧化钠的水溶液反应的过程中,本领域技术人员有能力 选择具体的操作工艺,以将沉淀富集物中的铝元素再度转化为偏铝酸钠可溶性盐,达到将 稀土元素和铝元素分离的效果。在一种优选的实施方式中,上述步骤S3中,氢氧化钠水溶 液的浓度为5~20wt%,氢氧化钠加入量与所述沉淀富集物中铝原子的摩尔比为1. 1:1~ 2:1,沉淀富集物与氢氧化钠水溶液在20~80°C温度下反应0. 5~IOh ;优选在50~70°C 温度下反应1~3h。在尽量减少碱用量、节约成本的前提下,将沉淀富集物与氢氧化钠的水 溶液反应后,控制氢氧化钠的用量浓度在上述范围,有利于使沉淀中的错元素充分转化为 偏铝酸钠,以使沉淀中的铝元素和稀土元素更充分地分离。
[0027] 上述方法中,将无机碱加至酸浸液中后,酸浸液中的稀土离子和铝离子均会以沉 淀的形式被分离。而优选地,上述步骤Sl中得到的富硅铝渣作为水泥或陶瓷的原材料使 用;步骤S2中,过滤得到的滤液用于配制所述步骤Sl中的无机强酸水溶液。
[0028] 上述方法中,采用氢氧化钠可以将沉淀富集物中的铝元素转化为可溶性的偏铝酸 钠。优选上述步骤S2中,得到的偏铝酸钠溶液用于制备硅铝材料,优选硅铝材料包括但不 限于NaY型分子筛催化剂。
[0029] 利用上述的方法,可以有效地将稀土元素从铝硅废料中分离出来,得到的稀土沉 淀可以直接用于当作稀土原料使用。在一种优选的实施方式中,上述步骤S3中,得到稀土 富集物后,采用盐酸或硝酸溶解,得到混合稀土盐溶液,经纯化,得到混合稀土产品;或者, 将混合稀土盐溶液进行分离提纯,得到单一稀土产品。其中,混合稀土盐产品是指不同种类 的稀土离子与盐酸或硝酸的酸根离子相结合形成的混合盐,单一稀土盐产品是指单一种类 的稀土离子与盐酸或硝酸的酸根离子相结合形成的盐。优选采用萃取法对混合稀土盐溶液 进行分离提纯,更优选地,采用的萃取剂包括但不限于萃取剂P507、P204或环烷酸。
[0030] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本 发明所要求保护的范围。
[0031] 实施例1至13涉及的是将含稀土的铝硅废料进行无机强酸水溶液进行酸浸的步 骤:
[0032] 实施例1
[0033] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为lmol/L,在常温 (25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出6h,控制反应过程溶液中的pH=4. 5,反应终点溶液中 pH=4. 2 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别 为 45. 6% 和 12. 7%。
[0034] 实施例2
[0035] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为0. 5mol/L,在常温 (25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出6h,控制反应过程溶液中的pH=3. 8,反应终点溶液中 pH=3. 5 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别 为 75. 6% 和 21. 2%。
[0036] 实施例3
[0037] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为lmol/L,在45°C下 机械搅拌(200rad/min)浸出8h,控制反应过程溶液中的pH=3. 6,反应终点溶液中pH=3. 5 ; 过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别为90. 4% 和 38. 7%。
[0038] 实施例4
[0039] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为lmol/L,在10°C 温度下机械搅拌(200rad/min)浸出8h,控制反应过程溶液中的pH=3. 6,反应终点溶液中 pH=3. 5 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别 为 87. 4% 和 32. 1%。
[0040] 实施例5
[0041] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为lmol/L,在常温 (25°C)下堆浸24h,控制反应过程溶液中的pH=3. 5 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸 液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别为92. 8%和23. 3%。
[0042] 实施例6
[0043] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为0. 5mol/L,在常温 (25°C )下堆浸48h,控制反应过程溶液中的pH=3. 8 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸 液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别为90. 5%和12. 3%。
[0044] 实施例7
[0045] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为I. 5mol/L,在常温 (25°C )下机械搅拌(200rad/min)浸出12h,控制反应过程溶液中的pH=3. 5,反应终点溶液 中pH=3. 3 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分 别为 98. 2% 和 38. 2%。
[0046] 实施例8
[0047] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为2mol/L,在常温 (25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出4h,控制反应过程溶液中的pH=3. 2,反应终点溶液中 pH=3 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别为 98. 5% 和 45. 6%。
[0048] 实施例9
[0049] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为3mol/L,在常温 (25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出3h,控制反应过程溶液中的pH=2. 5,反应终点溶液中 pH=2. 5 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别 为 98. 7% 和 68. 8%。
[0050] 实施例 10-1
[0051] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为2mol/L,盐酸加入 量为稀土和铝的理论耗酸量的50%,在常温(25°C )下机械搅拌(200rad/min)浸出4h,反应 终点溶液中pH=3. 2 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧 化物计)分别为96. 3%和46. 6%。
[0052] 实施例 10-2
[0053] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为2mol/L,盐酸加入 量为稀土和铝的理论耗酸量的118%,在常温(25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出4h,反应 终点溶液中氢离子[H+]的浓度为0.53mol/L;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀 土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别为97. 4%和95. 8%。
[0054] 实施例 11-1
[0055] 采用盐酸处理含稀土的铝硅废料,盐酸中氢离子[H+]的浓度为I. 5mol/L,在常温 (25°C)下机械搅拌(200rad/min)浸出4h,控制反应过程溶液中的pH=3. 5,反应终点溶液中 pH=3. 3 ;过滤得到酸浸液以及富硅铝渣。酸浸液中稀土与铝的浸出率(均以氧化物计)分别 为 97. 2% 和 36. 2%。
[0056] 实施例 11-2
[0057] 采用硝酸
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