一種從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢渣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到從工業(yè)廢渣中回收稀土的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熔鹽電解工藝是生產(chǎn)低熔點(diǎn)稀土金屬的常用方法，分為稀土氯化物熔鹽體系和稀土氟化物熔鹽體系。采用稀土氟化物熔鹽體系生產(chǎn)稀土金屬時(shí)，其溶質(zhì)為稀土氧化物，電解質(zhì)為氟化鋰或氟化鋰與氟化鋇的混合物。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，各種非稀土雜質(zhì)被帶入到電解槽中，例如加入稀土氧化物時(shí)雜質(zhì)就隨之進(jìn)入電解體系中；更換陽(yáng)極等操作同樣也會(huì)帶入非稀土雜質(zhì)，從而導(dǎo)致體系中的非稀土元素不斷富集，使得電解質(zhì)不再滿足正常生產(chǎn)的需求。此時(shí)，就必須更換新的電解質(zhì)，從而形成稀土熔鹽電解渣。渣中稀土含量較高，稀土含量在10%?80%，主要以氟化稀土的形式存在。因此，從稀土熔鹽電解渣回收當(dāng)中的稀土，對(duì)提高稀土資源的利用率及稀土工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0003]目前現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法主要有濃硫酸焙燒法和堿轉(zhuǎn)化法。
[0004]濃硫酸焙燒法如在先的中國(guó)發(fā)明專利“一種從氯化稀土電解渣中提取稀土的方法”(申請(qǐng)?zhí)?94106756.4，申請(qǐng)公布號(hào):CN1114363A)所述。
[0005]在上述濃硫酸焙燒工藝的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，并產(chǎn)生大量HF等酸性氣體，易腐蝕設(shè)備和污染環(huán)境。
[0006]堿轉(zhuǎn)化法如在先的中國(guó)發(fā)明專利“一種環(huán)保低成本從稀土氟化物熔鹽電解廢料中回收稀土的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201510147509.3，申請(qǐng)公布號(hào):CN104843761A)以及“一種從稀土熔鹽電解廢料中分離回收稀土元素的方法”(申請(qǐng)?zhí)?201010505807.2，申請(qǐng)公布號(hào):CN101956078A)所述。
[0007]堿轉(zhuǎn)化法主要包括氫氧化鈉焙燒轉(zhuǎn)化和氫氧化鈣焙燒轉(zhuǎn)化，其中氫氧化鈣焙燒轉(zhuǎn)化生成了稀土氧化物和氟化鈣，該生成物酸溶過(guò)程中氟化鈣產(chǎn)生了氟離子易于氧化稀土溶解產(chǎn)生的稀土離子重新生成稀土氟化物，從而導(dǎo)致稀土提取不徹底；而采用氫氧化鈉焙燒轉(zhuǎn)化時(shí)，300°C -500°C的轉(zhuǎn)化溫度能否將氟化稀土徹底轉(zhuǎn)化為氧化稀土或者氫氧化稀土，不得而知。
[0008]因此，急需開發(fā)一種高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的提取工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的提取稀土方法。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，包括如下步驟:
[0011]步驟一，將硅酸鹽與氟化物體系稀土熔鹽電解渣混合均勻；
[0012]步驟二，將步驟一得到的混合物置于高溫爐中焙燒；
[0013]步驟三，將步驟二得到的焙燒產(chǎn)物用水浸出、過(guò)濾，得到濾餅；
[0014]步驟四，將濾餅置于鹽酸溶液中反應(yīng)，而后過(guò)濾得到稀土料液。
[0015]其中，所述氟化物體系稀土熔鹽電解渣中包含稀土氟化物和稀土金屬。
[0016]其中，在步驟一中，所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀固體。
[0017]其中，在步驟一中，所述氟化物體系稀土熔鹽電解渣與硅酸鹽的質(zhì)量比為:1:0.5 ?1:4ο
[0018]其中，在所述步驟二中，反應(yīng)溫度為400?1000°C，焙燒時(shí)間為0.5?3.5h。
[0019]其中，在所述步驟四中，鹽酸溶液的濃度為0.5?6mol/L，液體體積與固體質(zhì)量之比為15:1?3:1 ;焙燒產(chǎn)物與鹽酸溶液的反應(yīng)溫度為室溫?90°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5?4h。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，高效提取了氟化物體系稀土熔鹽電解渣中的稀土，最高浸出率超過(guò)99%，大大優(yōu)于現(xiàn)行工藝的處理效果；而且，工藝簡(jiǎn)單，便于操作，有利于提高生產(chǎn)效率；此外，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生HF等酸性氣體，工藝環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0023]參閱圖1，本發(fā)明提供的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，包括如下步驟:
[0024]步驟一，將氟化物體系稀土熔鹽電解渣與硅酸鹽按質(zhì)量比為1:0.5?1:4混合均勻；
[0025]步驟二，將步驟一得到的混合物置于高溫爐中焙燒；控制反應(yīng)溫度為400?1000 °C，焙燒時(shí)間為0.5?3.5h ;在此步驟中，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:
[0026]10REF3+15Na2Si03= RE 10 (Si04) 603+30NaF+9Si02；
[0027]步驟三，將步驟二得到的焙燒產(chǎn)物用水浸出，然后過(guò)濾得到濾餅；其中濾餅主要含RE10(Si04)603；
[0028]步驟四，將烘干后的濾餅置于鹽酸溶液中浸出，過(guò)濾后得到稀土料液；其中，鹽酸溶液的濃度為0.5?6mol/L，液體體積與固體質(zhì)量之比為15:1?3:1 ;濾餅與鹽酸溶液的反應(yīng)溫度為室溫?90 °C，反應(yīng)時(shí)間為0.5?4h。
[0029]下面為具體的實(shí)施例說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]取氟化物體系稀土熔鹽電解渣10kg，其中RE0的含量為69.4%，硅酸鈉與稀土熔鹽電解渣質(zhì)量比為2.5:1，焙燒溫度900 °C，焙燒3.5h后取出，水浸焙燒產(chǎn)物后過(guò)濾，濾餅在鹽酸濃度4mol/L、液固比10:1、反應(yīng)溫度為90°C的條件下浸出3h，過(guò)濾烘干測(cè)得渣中稀土含量為1.21%，稀土的浸出率為99.37%。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]取氟化物體系稀土熔鹽電解渣5kg，其中RE0的含量為45.2%，硅酸鈉與稀土熔鹽電解渣質(zhì)量比為0.5:1，焙燒溫度400°C，焙燒2h后取出，水浸焙燒渣后過(guò)濾，濾餅在鹽酸濃度0.5mol/L、液固比3:1、反應(yīng)溫度為室溫的條件下浸出0.5h，過(guò)濾烘干后測(cè)得渣中稀土含量為38.91%，稀土的浸出率為28.76%。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]取氟化物體系稀土熔鹽電解渣12kg，其中RE0的含量為61.2%，硅酸鉀與稀土熔鹽電解渣質(zhì)量比為2:1，焙燒溫度700°C，焙燒4h后取出，水浸焙燒渣后過(guò)濾，濾餅在鹽酸濃度6mol/L、液固比15:1、反應(yīng)溫度為室溫的條件下浸出4h，過(guò)濾烘干后測(cè)得渣中稀土含量為1.43%，稀土的浸出率為99.25%。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]取氟化物體系稀土熔鹽電解渣25kg，其中RE0的含量為65.7%，硅酸鈉與稀土熔鹽電解渣質(zhì)量比為4:1，焙燒溫度1000°C，焙燒.05h后取出，水浸焙燒渣后過(guò)濾，濾餅在鹽酸濃度3mol/L、液固比8:1、反應(yīng)溫度為80°C的條件下浸出2.5h，過(guò)濾烘干后測(cè)得渣中稀土含量為1.01%，稀土的浸出率為99.45%。
[0038]從上述實(shí)施例的各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明提供的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，高效提取了氟化物體系稀土熔鹽電解渣中的稀土，最高浸出率超過(guò)99%，大大優(yōu)于現(xiàn)行工藝的處理效果；而且，工藝簡(jiǎn)單，便于操作，有利于提高生產(chǎn)效率；此夕卜，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生HF等酸性氣體，不會(huì)腐蝕設(shè)備，也不會(huì)污染環(huán)境，能夠延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，同時(shí)更加環(huán)保。
[0039]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，將硅酸鹽與氟化物體系稀土熔鹽電解渣混合均勻； 步驟二，將步驟一得到的混合物置于高溫爐中焙燒； 步驟三，將步驟二得到的焙燒產(chǎn)物用水浸出、過(guò)濾，得到濾餅； 步驟四，將步驟三得到的濾餅置于鹽酸溶液中反應(yīng)，而后過(guò)濾得到稀土料液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，所述氟化物體系稀土熔鹽電解渣中包含稀土氟化物和稀土金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，在步驟一中，所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀固體。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，其特征在于，在步驟一中，所述氟化物體系稀土熔鹽電解渣與硅酸鹽的質(zhì)量比為:1:0.5?1:4ο5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從氟化物體系稀土熔鹽電解渣中提取稀土的方法，其特征在于，在所述步驟二中，反應(yīng)溫度為400?1000 °C，焙燒時(shí)間為0.5?3.5h。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從氟化物體系稀土熔鹽電解渣中提取稀土的方法，其特征在于，在所述步驟四中，鹽酸溶液的濃度為0.5?6mol/L，液體體積與固體質(zhì)量之比為15:1?3:1 ;焙燒產(chǎn)物與鹽酸溶液的反應(yīng)溫度為室溫?90°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5?4h。
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種從氟鹽體系稀土熔鹽電解渣中高效提取稀土的方法，包括如下步驟：步驟一，將硅酸鹽與氟化物體系稀土熔鹽電解渣混合均勻；步驟二，將步驟一得到的混合物置于高溫爐中焙燒；步驟三，將步驟二得到的焙燒產(chǎn)物用水浸出、過(guò)濾，得到濾餅；步驟四，將濾餅置于鹽酸溶液中反應(yīng)，而后過(guò)濾得到稀土料液。本發(fā)明高效提取了氟化物體系稀土熔鹽電解渣中的稀土，最高浸出率超過(guò)99％，大大優(yōu)于現(xiàn)行工藝的處理效果；而且，工藝簡(jiǎn)單，便于操作，有利于提高生產(chǎn)效率；此外，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生HF等酸性氣體，工藝環(huán)保。
【IPC分類】C22B7/04, C22B59/00
【公開號(hào)】CN105369042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510918314
【發(fā)明人】梁勇, 黎永康, 劉玉城, 鄒瑜, 梁鑫, 廖春發(fā)
【申請(qǐng)人】江西理工大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日