[發明專利]用普魯士藍膠體納米粒子從低濃度稀土溶液中回收稀土的方法

有效

• 申請號: 201110223132.7
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102352448A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李永繡;管瑋;劉艷珠;李東平;李靜;周雪珍;周新木;吳燕利
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/24;C22B3/22;C02F1/44;C02F1/28
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

技術領域：

本發明屬于稀土濕法冶金和廢水處理技術領域，具體涉及一種利用普魯士藍膠體納米粒子（PB-CNP）作為吸附劑從稀土溶液中回收稀土的方法。

背景技術：

稀土功能材料在高新技術產業以及國防、航空航天技術中的應用非常廣泛。但是,隨著稀土資源開發力度的加強，稀土需求增加，高品位稀土礦在減少。因此，針對低品位稀土礦的稀土高效提取技術以及在稀土生產過程中產生的低濃度稀土廢水中的稀土回收技術在近年來得到了廣泛的關注,尤其是從環境和資源保護的角度來研究低濃度稀土料液或廢水中稀土的回收技術。

在南方離子型稀土資源的開采過程中會產生大量的低濃度稀土浸出液或廢水，尤其是在原地浸礦技術中，浸出液的濃度在高峰時可以達到2g/L甚至3g/L以上，但絕大多數的浸出液的濃度在1g/L以下。一般而言，濃度大于0.3g/L的稀土料液均可以用沉淀法富集回收其中的稀土。而低于此濃度的浸出尾液往往不直接回收而是用于循環浸礦。與此同時，由于原地浸礦的浸礦劑注入量比池浸的量要大,?礦體中殘留的浸礦劑含量也較高,?礦中殘留的浸礦劑在隨淋濾水遷移時會將礦中殘留稀土或下游礦體中的稀土帶入河溝溪水而流失，其稀土含量一般在0.001～0.15g/L之間。若不加以回收，則會使環境水中的稀土及電解質含量增加,?加快稀土流失，影響生態環境，甚至是飲用水安全。稀土離子一旦進入環境，不能被生物降解，可長期潛伏在環境中隨著食物鏈進入人體，在人體內蓄積，造成各種疾病和功能紊亂，危害人體健康。

從低濃度稀土料液或廢水中富集回收稀土離子的方法有很多。最為簡單的是沉淀法、復雜一點的有萃取法、反滲透法以及離子交換樹脂法等。在沉淀法回收稀土方案中，通常是用石灰中和使溶液呈堿性，使稀土析出氫氧化物沉淀而與大量的水分離。該法簡單，但由于水量大，需要用酸反調pH到中性才能排放。樹脂吸附法也比較簡單，但負載量小，樹脂成本高，稀土解吸較為困難。萃取法富集盡管效率高，富集倍數大，但相比太小，萃取劑溶解損失大，成本高和二次污染大等問題還沒有徹底解決。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種可以從低濃度稀土料液或廢水中徹底去除稀土離子并加以回收的簡便方法。

本發明采取的技術方案：利用PB-CNP對稀土離子的強吸附特征和透析膜對稀土離子的選擇透過性，將PB-CNP懸浮溶液與滲析膜組合成能夠從稀土料液或低濃度稀土廢水中吸附稀土的基本單元，這種被吸附的稀土離子可以方便地用稀酸溶液解吸下來，進而達到富集回收稀土的目的；

本發明包括以下步驟：?

【1】以FeCl₃^.6H₂O和K₄Fe(CN)₆為原料，按照1:1.05～1:1.2的摩爾比準確稱取相應原料，分別溶于蒸餾水中，在室溫下將FeCl₃溶液滴加至K₄Fe(CN)₆溶液中，攪拌均勻后加少量丙酮，靜置片刻，離心分離，自然風干，得到PB-CNP固體；

【2】將所合成的PB-CNP分散到水中即可得到高穩定性的膠體溶液，并裝入由滲析膜所制成的袋子中，得到能夠直接用于吸附稀土離子的基本單元，這種由PB-CNP和透析袋組成的可用于吸附稀土離子的基本單元也可以不經過析出PB-CNP固體而是直接將反應生成的PB-CNP膠體溶液裝入透析袋，在純水中讓未反應完的K₄Fe(CN)₆透析出來后即可；

【3】將裝有PB-CNP膠體溶液的透析袋與待處理的稀土料液中接觸，稀土離子通過膜孔進入內袋后即可被PB-CNP吸附。這種裝有PB-CNP懸浮液的透析袋能夠將稀土離子從溶液中吸附上來。被處理的稀土溶液的pH值在4-7.5之間，最好在5-7之間，而稀土濃度不限；測定的每1mg?PB-CNP對La³⁺?、Gd³⁺?、Yb³⁺、Y³⁺的飽和吸附量分別為216μg，243μg，254μg?，160μg左右；

【4】用稀酸溶液處理吸附有稀土離子的PB-CNP懸浮液，將稀土解吸出來，進而達到富集回收稀土的目的；解吸酸溶液的pH值小于4，最好小于2；所得的稀土解吸液可用一般的沉淀法回收稀土，也可以直接用于配置稀土料液進萃取分離工序；