[發(fā)明專利]用于吸附稀土元素的鐵氧磁體吸附材及其吸附方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410225143.2
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN104511270A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅圣宗;游鎮(zhèn)烽;涂耀仁
• 申請（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B01J20/06
• 分類號(hào): B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術(shù)領(lǐng)域

本揭露是有關(guān)于一種吸附材及其吸附方法，特別是有關(guān)于一種用于吸附稀土元素的鐵氧磁體吸附材及其吸附方法。

背景技術(shù)

稀土元素(Rare?Earth?Elements,REE)稱為「工業(yè)的維他命」被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、玻璃、陶瓷、石油、化工、皮革、農(nóng)牧等各產(chǎn)業(yè)，在生活中隨處可見。微量的稀土添加就能明顯改善金屬材料性能，提高鋼材的強(qiáng)度及耐磨性和抗腐蝕性能力，因此稀土元素常被用于生產(chǎn)電池、永磁、熒光、儲(chǔ)氫、催化、精密陶瓷等材料。然而，大量的產(chǎn)業(yè)需求已導(dǎo)致全球面臨供不應(yīng)求的窘境。目前全世界可進(jìn)行陸地開采的稀土礦估計(jì)約有9,000多萬噸，但往往因品位(每噸礦石含稀土量)偏低，由于稀土元素在地殼中的含量極低，大量開采稀土礦石已造成土地環(huán)境的嚴(yán)重破壞，且稀土礦的開采加工成本極高，造成其產(chǎn)品價(jià)格高昂。有鑒于此，尋求陸地開采以外的稀土取得方法乃成為各國競相較勁的關(guān)鍵技術(shù)。

吸附材(Adsorbent)在吸附程序中主宰著吸附的成效，因此，適當(dāng)?shù)倪x擇吸附材乃發(fā)展吸附濃縮技術(shù)的關(guān)鍵因素。磁鐵礦(Magnetite,Fe₃O₄)，又稱鐵氧磁體(Ferrite)，為天然常見的尖晶石鐵氧化物，其結(jié)構(gòu)內(nèi)的三個(gè)鐵離子中，包含兩個(gè)Fe³⁺及一個(gè)Fe²⁺，即FeO.Fe₂O₃。鐵氧化物中的二價(jià)離子可相互混合，形成固溶體，展現(xiàn)不同的磁性性質(zhì)。因此，業(yè)界需要一種具有快速吸附、脫附且容易分離與回收利用等特性的吸附材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可快速吸附、脫附且容易分離與回收利用的吸附材。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種可快速吸附、脫附的吸附稀土元素的方法。

本揭露的一實(shí)施例，提供一種用于吸附稀土元素的鐵氧磁體吸附材，是由四氧化三鐵所構(gòu)成，其晶相為逆尖晶石結(jié)構(gòu)。

本揭露的一實(shí)施例，提供一種稀土元素的吸附方法，包括：提供一含稀土元素的水體；添加一上述的鐵氧磁體吸附材至該水體，以形成一混合溶液；以及調(diào)整該混合溶液為堿性，以使該鐵氧磁體吸附材吸附所述稀土元素。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的鐵氧磁體吸附材對(duì)稀土元素具有良好親和力，可快速吸、脫附，且可快速分離鐵氧磁體與稀土元素，吸附效果達(dá)20mg/g以上。利用本發(fā)明的鐵氧磁體吸附材的稀土元素的吸附方法，可藉由調(diào)整鐵氧磁體吸附材的表面電荷，有效吸附各類水體(工業(yè)廢水、海水)中所含的稀土元素。

為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附的附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的一種鐵氧磁體吸附材表面形態(tài)的SEM圖；

圖2是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的稀土元素Nd的吸附動(dòng)力曲線圖；

圖3是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的鐵氧磁體吸附材對(duì)pH4.0水體所含稀土元素的吸附率；

圖4是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的鐵氧磁體吸附材對(duì)pH7.1水體所含稀土元素的吸附率；

圖5是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的鐵氧磁體吸附材對(duì)pH8.15水體所含稀土元素的吸附率；

圖6是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的鐵氧磁體吸附材對(duì)pH11.0水體所含稀土元素的吸附率；

圖7是根據(jù)本揭露的一比較實(shí)施例的鐵氧磁體吸附材對(duì)pH2.29水體所含稀土元素的吸附率；

圖8A～圖8M是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的以不同濃度、種類的脫附劑對(duì)稀土元素的脫附率；

圖9是根據(jù)本揭露的一實(shí)施例的稀土元素Nd的脫附動(dòng)力曲線圖。

具體實(shí)施方式

本揭露的一實(shí)施例，提供一種用于吸附稀土元素的鐵氧磁體吸附材，由四氧化三鐵所構(gòu)成，其晶相為逆尖晶石結(jié)構(gòu)。

在一實(shí)施例中，上述鐵氧磁體吸附材的粒徑大體介于30～90nm。

本揭露的一實(shí)施例，提供一種稀土元素的吸附方法，包括：提供一含稀土元素的水體，添加一上述的鐵氧磁體吸附材至水體，以形成一混合溶液，以及調(diào)整混合溶液為堿性，以使鐵氧磁體吸附材吸附稀土元素。