[發明專利]一種在C2H2O4-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的方法

有效

• 申請號: 201310692776.X
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103667715A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉敏;賴偉鴻;李春燕;尹小文;金瓊花;岳明;索紅莉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/44;C22B59/00;C22B23/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.確認一種在C₂H₂O₄-OH體系下從釹鐵硼油泥中提取釹、鐠、鏑、鈷、鐵工藝的方法，其特征在于，所采用的技術方案包括：首先，通過查找各個元素在C₂H₂O₄-OH體系下可能發生的配合反應以及反應平衡常數，建立熱力學模型；然后，通過已經建立起的熱力學模型確定回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的工藝以及工藝中參數的選擇：在C₂H₂O₄-OH體系下，確定工藝為：釹鐵硼油泥蒸餾、酸溶、氧化、配合沉淀得產物；

上述建立熱力學模型的方法，包括以下步驟：首先，查閱在C₂H₂O₄-OH體系下釹、鐠、鏑、鈷、鐵可能發生的反應以及每個反應的平衡常數，通過化學平衡、質量平衡、電荷守恒建立在C₂H₂O₄-OH體系下的熱力學模型，由水的電離平衡可得到等式：

[H⁺]=10^-pH??(1-1)

[OH^-]=Kw*10^pH??(1-2)

在C₂H₂O₄-OH體系中，溶液中的游離金屬離子濃度為：

[Nd³⁺]=min{(Kspnac/[C₂O₄^2-]³)^1/2,Kspnh/[OH^-]³}??(1-3)

[Pr³⁺]==min{(Ksppac/[C₂O₄^2-]³)^1/2,KsppH/[OH^-]³}??(1-4)

[Dy³⁺]=min{(Kspdac/[C₂O₄^2-]³)^1/2,Kspdh/[OH^-]³}??(1-5)

[Fe³⁺]=Kspf3h/[OH^-]³??(1-6)

[Fe²⁺]=min{Kspf2ac/[C₂O₄^2-],Kspf3h/[OH^-]²}??(1-7)

[Co²⁺]=Kspch/[OH^-]²??(1-8)

[H₂C₂O₄]=[C₂O₄^2-]+[H?C₂O₄^-]+[C₂H₂O₄]??(1-9)

[H₂C₂O₄]=[C₂O₄^2-]{1+10^-pH/K_aac2+10^-2pH/(K_aac2*K_aac1)}??(1-10)

由于各金屬離子跟[OH^-]、[C₂O₄^2-]發生配合反應，因此根據質量守恒定律得到溶液中各金屬離子的總濃度：

[Nd]=[Nd³⁺]+[Nd(OH)²⁺]+[Nd(C₂O₄)⁺]+[Nd(C₂O₄)₂^-]+

[Nd(C₂O₄)₃^3-]

=[Nd³⁺]+K_nh*[Nd³⁺]*[OH^-]+K_nac11*[Nd³⁺]*[C₂O₄^2-]

+K_nac12*[Nd³⁺]*[C₂O₄^2-]²+K_nac13*[Nd³⁺]*[C₂O₄^2-]³??(1-11)

[Pr]=[Pr³⁺]+[Pr(OH)²⁺]+[Pr(C₂O₄)⁺]+[Pr(C₂O₄)₂^-]

+[Pr(C₂O₄)₃^3-]??(1-12)

[Dy]=[Dy³⁺]+[Dy(OH)²⁺]+[Dy(C₂O₄)⁺]+[Dy(C₂O₄)₂^-]+

[Dy(C₂O₄)₃^3-]??(1-13)

[Fe2]=[Fe²⁺]+[Fe(OH)⁺]+[Fe(OH)₂⁰]+[Fe(OH)₃^-]+[Fe(OH)₄^2-]

+[Fe(C₂O₄)⁰]+[Fe(C₂O₄)₂^2-]+[Fe(C₂O₄)₃^4-]

=[Fe²⁺]{1+K_f2h1*[OH^-]+K_f2h2*[OH^-]²+K_f2h3*[OH^-]³+K_f2h4*[OH^-]⁴

+K_nac11*[C₂O₄^2-]+K_nac12*[C₂O₄^2-]²+K_nac13*[C₂O₄^2-]³}

???????????????????????(1-14)

[Fe3]=[Fe³⁺]+[Fe(OH)²⁺]+[Fe(OH)₂⁺]+[Fe(OH)₃⁰]+[Fe(OH)₄^2-]

=[Fe³⁺]{1+K_f3h1*[OH^-]+K_f3h2*[OH^-]²+K_f3h3*[OH^-]³}

???????????????????????(1-15)

[Co]=[Co²⁺]+[Co(OH)⁺]+[Co(OH)₂⁰]+[Co(OH)₃^-]+[Co(OH)₄^2-]

+2*[Co₂(OH)₃^3-]+4*[Co₄(OH)₄^4-]

=[Co²⁺]{1+K_ch1*[OH^-]+K_ch2*[OH^-]²+K_ch3*[OH^-]³

+K_ch4*[OH^-]⁴+2*K_ch21*[Co²⁺]*[OH^-]+4*K_ch44*[Co²⁺]³*[OH^-]⁴}

?????????????????????(1-16)

將表1參數帶入到（1-1）-（1-16）方程中，并且聯立方程組（1-1）-（1-16），通過變換[OH^-]的量，通過化學平衡、質量平衡、電荷守恒建立在C₂H₂O₄-OH體系下的熱力學模型。

表1