[發(fā)明專利]一種在OH-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時(shí)回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310692856.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103667719A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敏;賴偉鴻;李春燕;尹小文;金瓊花;岳明;索紅莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B3/10;C22B3/44;C22B59/00;C22B23/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.確定在OH-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時(shí)回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵工藝的方法，所采用的技術(shù)方案是：首先，通過查找各個(gè)元素在OH-OH體系下可能發(fā)生的配合反應(yīng)以及反應(yīng)平衡常數(shù)，建立熱力學(xué)模型；然后，通過已經(jīng)建立起的熱力學(xué)模型確定回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的工藝以及工藝中參數(shù)的選擇：在OH-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(chǎn)物；

上述建立熱力學(xué)模型的方法，包括以下步驟：首先，查閱在OH-OH體系下釹、鐠、鏑、鈷、鐵可能發(fā)生的反應(yīng)以及每個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)，通過化學(xué)平衡、質(zhì)量平衡、電荷守恒建立在OH-OH體系下的熱力學(xué)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OH體系中，溶液中的游離金屬離子濃度為：

[Nd³⁺]=Kspnh/[OH^-]³=10^20.5-3pH?????(1-3)

[Pr³⁺]=Kspph/[OH^-]³=10^20.78-3pH????(1-4)

[Dy³⁺]=Kspdh/[OH^-]³=10^20.24-3pH????(1-5)

[Fe³⁺]=Kspf3h/[OH^-]³=10^3.45-3pH???(1-6)

[Fe²⁺]=Kspf2h/[OH^-]²=10^11.69-3pH???(1-7)

[Co²⁺]=Kspch/[OH^-]²=10^13.77-3pH????(1-8)

由于各金屬離子跟OH^-發(fā)生配合反應(yīng)，因此根據(jù)質(zhì)量守恒定律得到溶液中各金屬離子的總濃度：

[Nd]=[Nd³⁺]+[Nd(OH)²⁺]

=[Nd³⁺]+K_nh*[Nd³⁺]*[OH^-]???(1-9)

[Pr]=[Pr³⁺]+[Pr(OH)²⁺]

=[Pr³⁺]+K_ph*[Pr³⁺]*[OH^-]????(1-10)

[Dy]=[Dy³⁺]+[Dy(OH)²⁺]

=[Dy³⁺]+K_dh*[Dy³⁺]*[OH^-]????(1-11)

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

=[Fe²⁺]{1+K_f2h1*[OH^-]+K_f2h2*[OH^-]²+K_f2h3*[OH^-]³+K_f2h4*[OH^-]⁴}????(1-12)

[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}

???????????????????????????????????????????????(1-13)

[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}

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

將表1參數(shù)帶入到（1-1）-（1-14）方程中，并且聯(lián)立方程組（1-1）-（1-14），變換體系中的pH，可得到不同條件下的沉淀后體系中[Nd]、[Pr]、[Dy]、[Fe2]、[Fe3]、[Co]的值，通過化學(xué)平衡、質(zhì)量平衡、電荷守恒建立在OH-OH體系下的熱力學(xué)模型，上述[Fe2]為2價(jià)鐵濃度，[Fe3]為3價(jià)鐵濃度；

表1

NO.ReactionslogKNO.ReactionslogK1H₂O=H⁺+OH^—logK_w=-1415Nd+OH^-=Nd(OH)²⁺logK_nh=5.52Co²⁺+OH^—=Co(OH)⁺logK_ch1=3.316Pr+OH^—=Pr(OH)²⁺logK_ph=4.33Co²⁺+2OH^—=Co(OH)₂⁰logK_ch2=9.217Dy+OH^—=Dy(OH)²⁺logK_dh=5.24Co²⁺+3OH^—=Co(OH)₃^—logK_ch3=10.518Co(OH)₂(s)=Co²⁺+2OH^—logKspch=-14.235Co²⁺+4OH^—=Co(OH)₄^2-logK_ch4=10.219Fe(OH)₂(s)=Fe²⁺+2OH^—logKspf2h=-16.3162Co²⁺+OH^—=Co₂(OH)³⁺logK_ch21=2.720Fe(OH)₃(s)=Fe³⁺+3OH^—logKspf3h=-38.5574Co²⁺+4O^—=Co₄(OH)₄⁴⁺logK_ch44=25.621Nd(OH)₃(s)=Nd³⁺+3OH^—logKspnh=-21.498Fe²⁺+OH^—=Fe(OH)⁺logK_f2h1=5.5622Pr(OH)₃(s)=Pr³⁺+3OH^—logKspph=-21.179Fe²⁺+2OH^—=Fe(OH)₂⁰logK_f2h2=9.7723Dy(OH)₃(s)=Dy³⁺+3OH^—logKspdh=-21.8510Fe²⁺+3OH^—=Fe(OH)₃^—logK_f2h3=9.67???11Fe²⁺+4OH^—=Fe(OH)₄^2-logK_f2h4=18.58???12Fe³⁺+OH^—=Fe(OH)²⁺logK_f3h1=11.87???13Fe³⁺+2OH^—=Fe(OH)₂⁺logK_f3h2=21.17???14Fe³⁺+3OH^—=Fe(OH)₂⁰logK_f3h3=29.67???。