[發明專利]一種風化殼淋積型稀土礦浸出液中稀土離子回收的方法

有效

• 申請號: 201410299342.8
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104046805A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 池汝安;鐘誠斌;余軍霞;張臻悅;何正艷
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/14;C22B3/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及一種風化殼淋積型稀土礦浸出液中稀土離子回收的方法，屬于稀土回收領域。

背景技術

稀土在冶金工業、石油化工、精密陶瓷、特種玻璃、熒光材料、發光材料、永磁材料、超導材料、磁致伸縮材料、儲氫材料、醫藥和農業等方面得到廣泛應用。隨著現代科學技術的發展，稀土已成為高技術和新功能材料發展中不可缺少的材料。中國是稀土資源較為豐富的國家之一。稀土開發在造福人類的同時，與之相伴的資源和環境問題不斷凸顯。在稀土開發利用中，資源的合理利用和環境的有效保護是世界面臨的共同挑戰。中國的稀土主要來源于氟碳鈰礦、獨居石、風化殼淋積型稀土礦、磷釔礦，其中風化殼淋積型稀土礦一種特殊的稀土礦種主要是以中重稀土為主，對我國的經濟和國家戰略有這重要的意義。風化殼淋積型稀土礦中稀土元素主要以水合或羥基水合離子的形式吸附于黏土礦物上，稀土品位低，僅為0.05～0.3％。礦石粒度極細，50％以上的稀土存于產率為24～32％的-0.078mm粒級中，常規的物理選礦無法使稀土富集為相應的稀土精礦，只能采用化學浸取技術。當風化殼淋積型稀土礦用鹽類電解質溶液淋洗時，稀土離子就會被交換下來，類似于離子交換過程。無論是強堿、強酸、弱酸鹽、強酸弱堿鹽，高價鹽或低價鹽還是有機酸，以及能與稀土形成配合物的堿，在溶液濃度適當時，均能有效地浸出風化殼淋積型稀土礦中的離子相稀土，風化殼淋積型稀土礦浸取實質是一個離子交換反應，即黏土中稀土離子與浸礦劑中陽離子的交換過程。銨鹽作為浸礦劑時的化學反應方程式如下：

[Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈]_m·nRE³⁺(s)+3nNH⁴⁺(aq)f?[Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈]_m·3nNH⁴⁺(s)+nRE³⁺(aq)

浸取交換陽離子與礦物表面的稀土離子發生交換從而稀土離子吸附到礦物表面，稀土離子進入溶液中，得到稀土浸出液。

除雜后稀土浸出液進行回收稀土，而傳統回收稀土工藝有較多缺點，若采用草酸沉淀回收稀土，在高純度的稀土產品生產過程中會產生大量的草酸廢水沉淀，任其排放不僅浪費了化工原料，同時草酸成本高，而且有毒，對人體和環境有不良的影響。若采用碳酸銨沉淀回收稀土，碳酸稀土是無定型絮狀沉淀，體積大；得到的漿液很難過濾，且不易洗滌；對雜質的分離選擇性較差，碳酸稀土的純度不高，產品質量不穩定；含銨氮的廢水易污染水體。在沉淀時加入絮凝劑，加快沉淀，提高碳酸稀土回收。在工業生產中，絮凝劑價格高，大量使用絮凝劑加大了企業的生產成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種風化殼淋積型稀土礦浸出液中稀土離子回收的方法，回收率高，將稀土離子轉化為稀土氧化物，純度高。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種風化殼淋積型稀土礦浸出液中稀土離子回收的方法，包括如下步驟：

(a)采用銨鹽浸取風化殼淋積型稀土礦，得到稀土浸出液，所述風化殼淋積型稀土礦與稀土浸出液的比例為(500～1000)g：3L；

(b)將二酐類化合物溶解于N，N－二甲基甲酰胺中，然后加入生物吸附劑，置于70～90℃的無水環境下攪拌并冷凝回流反應2～6h后，將所得固體產物分離、洗滌、干燥，得改性生物吸附劑；其中二酐類化合物和生物吸附劑的質量比為(1-4)：1，N，N－二甲基甲酰胺與生物吸附劑的比例為(500-1500)mL：30g；

(c)按改性吸附劑與稀土浸出液的比例為(5.0～40.0)g：3L將改性吸附劑加入到稀土浸出液中，加酸調節pH為4.0～7.0，然后進行吸附，分離出吸附有稀土的改性生物吸附劑；

(d)將所述吸附有稀土離子的改性生物吸附劑進行煅燒得到稀土氧化物，從而將風化殼淋積型稀土礦浸出液中稀土離子進行了回收。

按上述方案，所述銨鹽浸取風化殼淋積型稀土礦的具體方法為：將500～1000g的風化殼淋積型稀土礦加入到3L質量濃度為0.5～5％銨鹽溶液中，攪拌浸取30～100min后，濾除其中的固體不溶物，即得到稀土離子浸出液。其中，所述銨鹽為可溶性銨鹽，如硫酸銨、氯化銨、硝酸銨等。

按上述方案，所述二酐類化合物可以選取均苯四甲酸二酐、馬來酸酐、琥珀酸酐等。