[發(fā)明專利]一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310074514.7
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103184343A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔建國;馬瑩;張春新;琚建勇;于曉麗;張赟馨;曹鴻璋
• 申請（專利權(quán)）人: 包頭稀土研究院;包頭市世博稀土萃取裝備有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B60/02;C22B59/00
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 張少華

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，屬于濕法冶金和工業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

眾所周知，白云鄂博稀土礦是氟碳鈰礦與獨(dú)居石的一種混合礦，由其生產(chǎn)的稀土精礦中釷（以ThO₂計(jì)）含量為0.15~0.25%。20世紀(jì)80年代初，隨著稀土精礦品位的提高，為了抑制釷等雜質(zhì)進(jìn)入水浸液，簡化工藝，降低成本，北京有色金屬研究總院研究了濃硫酸強(qiáng)化焙燒工藝，將精礦焙燒溫度提高到400℃以上，使得釷以難溶的焦磷酸釷的形式存在于廢渣中，從而形成放射性廢渣。此工藝中，為了除去精礦分解后水浸液中的P，還在焙燒段按Fe：P為3:1，人為的加入了大量鐵精粉，進(jìn)一步加大了放射性廢渣量。

目前，90%以上的白云鄂博稀土精礦采用濃硫酸強(qiáng)化焙燒工藝進(jìn)行分解。經(jīng)此工藝每分解一噸含REO為50%的稀土精礦，可產(chǎn)生約0.6?t以上的干廢渣，干廢渣中ThO₂含量（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為0.25%~0.42%，REO含量為3.0%左右，全鐵含量為8~12%。以年處理12萬噸混合稀土精礦計(jì)算，則產(chǎn)生7.2萬噸廢渣，渣運(yùn)輸費(fèi)和庫存費(fèi)合計(jì)為300元/噸，以此計(jì)算，每年需要支付2160萬元庫存費(fèi)，并且造成了2160t的REO和180t以上的ThO₂?資源閑置浪費(fèi)。此渣已經(jīng)經(jīng)過了幾十年庫存堆放，不僅給生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的壓力，也給周邊環(huán)境帶來了放射性污染。

2005年，徐光憲院士發(fā)表了“白云鄂博礦釷資源開發(fā)利用迫在眉睫”一文，文章指出釷資源作為核燃料的利用率比天然鈾高200倍，截止到2005年，白云鄂博礦過去45年的開采已損耗了2.5萬噸釷，還造成了環(huán)境的放射性污染。并提出每年伴隨著稀土提取相應(yīng)的有二氧化釷也應(yīng)該被提取出來，作為國家能源儲備。

由于廢渣中放射性元素釷含量高，廢渣的放射性比活度超過國家放射性廢物排放標(biāo)準(zhǔn)，又因?yàn)殁Q的使用受到限制，所以，此廢渣一直被作為放射性廢渣保存在渣庫中。張國成等通過對混合精礦和濃硫酸焙燒的失重曲線與差熱曲線分析，得出在200~300℃，磷酸脫水轉(zhuǎn)變成焦磷酸，焦磷酸與硫酸釷作用生成難溶的焦磷酸釷，所以還沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)記載對此渣中的釷資源回收利用。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種可以將稀土酸法工藝廢渣中釷溶出的對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，以解決由酸法工藝放射性廢渣造成的放射性危害、資源浪費(fèi)，以及節(jié)省為廢渣花費(fèi)的巨額搬運(yùn)、儲存費(fèi)用。本方法在釷被溶出的同時，也將廢渣中有價(jià)的稀土和鐵一起溶出。在回收放射性資源釷，將放射性固體廢物變?yōu)榉欠派湫怨腆w廢物的同時，實(shí)現(xiàn)廢渣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；本發(fā)明的另一個目的是克服本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為的稀土酸法工藝廢渣中釷以難溶的焦磷酸釷的形式存在的偏見。

本發(fā)明的方法是：以稀土酸法工藝產(chǎn)生的廢渣為原料，按酸渣比（酸渣比指的是酸溶液和干廢渣質(zhì)量比）為0.2:1~1.0:1將稀土酸法工藝廢渣與酸度為1mol/L~4mol/L的HCl、H₂SO₄、HNO₃中的一種或一種以上的混合酸溶液進(jìn)行混合，在60℃至沸騰的溫度條件下攪拌浸出，浸出終點(diǎn)以二次廢渣中ThO₂質(zhì)量百分含量小于0.05%，放射性比活度＜7.4×10⁴Bq/Kg為準(zhǔn)，過濾洗滌濾餅后得到浸出液和二次廢渣；浸出液經(jīng)伯胺萃取，硝酸反萃成硝酸釷溶液；萃釷余液用堿調(diào)節(jié)pH至4.5~5.5，沉淀出Fe(OH)₃副產(chǎn)品；濾液為稀土料液產(chǎn)品。

所述萃釷余液用堿調(diào)節(jié)pH值中的堿可以是MgO、Ca(OH)₂、NaOH或NH₃﹒H₂O。

由于浸出過程不消耗酸，而且酸法工藝廢渣中本來就夾帶部分酸，所以總體來看，浸出前后浸出液中酸量不但沒有減少，還略有增加，因此，此浸出液能夠循環(huán)浸出使用。得到的二次廢渣中REO質(zhì)量百分含量在3.0%左右，ThO₂質(zhì)量百分含量≤0.05%，放射性比活度＜7.4×10⁴Bq/Kg。此廢渣不必再建庫存放，可直接作為稀土選礦原料，或經(jīng)長時間建壩存放后作為工業(yè)原材料使用。