[發明專利]一種從稀土電解渣中回收稀土元素的方法

在審

• 申請號: 201510361346.9
• 申請日: 2015-06-28
• 公開（公告）號: CN105039725A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 趙良忠;趙海營;李軍;姜善福;張全喜;唐永勝;杜永亮
• 申請（專利權）人: 包頭市璽駿稀土有限責任公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C25C1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及一種從稀土電解渣中回收稀土元素的方法，屬于稀土冶金領域。

背景技術

隨著稀土永磁材料技術的進步和應用領域的延伸，稀土金屬應用量也隨之增加。稀土金屬主要以熔鹽電解法生產為主，在稀土電解過程中會產生大量稀土電解渣，電解渣以稀土氟化物為主，并伴有少量未電解的稀土氧化物，稀土含量高，回收價值也高。科研院所和少數企業開展了稀土電解渣回收技術的研究，當前采用的堿轉法回收電解渣中的稀土，與傳統的濃硫酸焙法相比有一定的進步，但該工藝產生的廢水多，流程長。濃硫酸焙燒產生酸霧，污染環境，稀土硫酸鹽還得轉化成稀土硫酸復鹽后，用鹽酸溶解轉化為氯化稀土，再進行以后步驟操作，工藝復雜，流程長。這二種技術已不符合國家稀土產業健康發展政策要求。

本發明是在堿轉法和濃硫酸焙燒法回收稀土電解渣中稀土元素的研究基礎上，結合相關專利技術及文獻檢索和調研陶瓷、玻璃燒制工藝及設備分析研究，開發出采用二氧化硅或硅酸鈉、硅酸鹽類物料與稀土電解渣在高溫下反應，回收稀土元素的新方法。該方法成本低、收率高、工藝流程短，不污染環境，是一項清潔生產技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種回收稀土電解渣中稀土元素的方法。

該方法回收稀土元素的收率高、成本低、不污染環境，是一項清潔生產技術。

本發明包括：焙燒窯設計、物料破粹的粒度、物料的配比、焙燒溫度、靜置時間、鹽酸溶解除雜、萃取分離、沉淀結晶、氧化物制備、電解制備稀土金屬。其具體內容如下：

1、焙燒窯設計。根據相關專利技術和文獻檢索及現場調研陶瓷、玻璃燒制工藝及設備分析研究結果，設計了稀土電解渣回收專用焙燒窯，焙燒窯包括：反應容器、進料系統、加熱系統、溫控系統、出料系統、尾氣凈化處理系統。

（1）反應容器是焙燒窯的主體，主要有內襯和坩堝構成。是保證稀土電解渣與二氧化硅或硅酸鈉及硅酸鹽類熔化后，并充分反應的重要容器。其內襯和坩堝材料的選擇尤為重要，由于稀土電解渣以稀土氟化物為主，并伴有少量未電解的稀土氧化物，在高溫的條件下易腐蝕內襯和坩堝，為保證生產順利開展和產品質量，經過大量試驗，我們選用石墨材料或高嶺土材料、高鋁礬土材料砌筑焙燒窯內襯和坩堝制作。

（2）進料系統。采用自動進料裝置，將物料定時、定量的送入反應容器的坩堝內。

（3）加熱系統。焙燒窯的加熱采用天然氣加熱。

（4）溫控系統。采用國內自動控溫裝置進行監測反應容器內溫度，保證物料熔化和充分反應。

（5）出料系統。根據反應容器內物料的特性，同時將高溫的液體轉變成80℃以下的結晶物，設計成水冷式出料系統。

（6）尾氣凈化處理系統。主要作用是凈化天然氣的尾氣和稀土電解渣與二氧化硅（或硅酸鈉、硅酸鹽類物料）反應時產生的廢氣。

2、物料破碎。分別將稀土電解渣、二氧化硅或硅酸鈉、硅酸鹽類，用球磨機和雷蒙磨聯合制粉技術，磨成300～450目的細粉。其目的在于，增大二者得比表面積，使得二者反應更充分。顆粒較大，反應較慢，時間長，從而增加了燃氣的使用量，同時也增加了成本。

3、物料配比。將破碎好的稀土電解渣、二氧化硅（或硅酸鈉、硅酸鹽類）按重量比：1：（1～2），進行混料。優選地，回收稀土電解渣中稀土元素所用的原料為二氧化硅和硅酸鈉的混合物，所述原料中二氧化硅為35份、硅酸鈉為55份。

二氧化硅和/或硅酸鈉的用量過少，稀土氟化物中的稀土元素不能完全被轉化，影響稀土收率，過量使用，則增加了燃氣的使用量，同時也增加了成本，且易造成焙燒窯中反應容器的損壞。

4、焙燒溫度。是保證稀土電解渣與二氧化硅（或硅酸鈉、硅酸鹽類）物料變成熔融的液體和充分反應的溫度。溫度控制在1300～1550℃。焙燒溫度過低，稀土氟化物和二氧化硅不能很好的熔化，延長了生產周期，降低了生產效率；溫度過高，則易燒壞焙燒窯及反應容器。

5、靜置時間。是稀土電解渣與二氧化硅（或硅酸鈉、硅酸鹽類）物料變成熔融的液體，并充分反應的時間。靜置時間為20～30min。靜置的目的在于，使稀土電解渣與二氧化硅或硅酸鈉物料變成熔融的液體，并充分反應的時間。時間過短，熔融的液體中易含有未參加反應的氟化稀土或二氧化硅，影響稀土元素的收率；時間過長，則降低了生產效率。

6、鹽酸溶解除雜。待反應容器中熔融液體流出結晶后，結晶物再經球磨機和雷蒙磨聯合制粉技術，磨成300～450目的細粉用鹽酸溶解，將結晶物中的稀土元素轉化為氯化稀土，不溶物經板框壓濾機除雜。