[發(fā)明專利]一種鋁硅廢料中稀土、鋁和硅的綜合回收方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710063044.2
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN107022681A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 黃小衛(wèi);崔大立;王金玉;王良士;馮宗玉;龍志奇;王強
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B21/00;C22B59/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

技術領域

本發(fā)明屬于固體廢棄物回收領域，具體涉及一種從含稀土的鋁硅物料中回收稀土、鋁和硅的方法。

背景技術

稀土作為高新技術元素，在催化劑領域被廣泛應用。20世紀60年代，稀土-Y型分子篩在重油催化裂化中被廣泛應用，之后稀土在其他分子篩催化劑上也得到應用。目前，國內(nèi)稀土在石化催化領域中的消費量占稀土總消費量的10％以上，全球每年用于石化行業(yè)的稀土數(shù)以萬噸計算。

隨著資源的日益短缺，從石油化工催化劑制備過程中或催化劑廢料中回收有價稀土成分具有很好的社會和經(jīng)濟效益。中國專利CN1686813公開了一種用廢分子篩催化劑制備聚合氯化鋁的方法，可使廢料中的鋁得以回收，但該專利未涉及到高價稀土元素的回收。

國內(nèi)早期也對分子篩合成過程中產(chǎn)生的氯化稀土濾液采用萃取、氨水或碳酸鈉沉淀法直接回收(張繼光；《萃取法回收分子篩濾液中稀土技術》，工業(yè)催化，GONGYE CUIHUA(INDUSTRIALCATALYSIS)，1995年01期)(焦念信，《分子篩生產(chǎn)污水中氯化稀土的回收利用》，齊魯石油化工，Qilu Petrochemical Technology，1995年02期)、(蘭州煉油廠，《分子篩裝置氯化稀土的回收》，石油煉制與化工，Petroleum Processing and Petrochemicals，1981年08期)，由于氯化稀土濾液成分相對單一，故上述回收工藝簡單，已在國內(nèi)被廣泛采用。對于從分子篩制備過程中產(chǎn)生的分子篩廢料或已經(jīng)使用的分子篩廢料中直接回收稀土的工作國內(nèi)外還沒有開展。

分子篩廢料中主要成分為硅和鋁，屬于典型的鋁硅物料，此外還含有稀土元素。根據(jù)中國專利CN1686813和實驗研究，分子篩廢料中的鋁元素活性高，直接酸浸出過程中易于溶解，稀土和鋁有共同溶解的特性，不僅消耗大量的浸出用酸還給后續(xù)除雜和單一稀土萃取分離帶來極大的麻煩。

對于含鋁硅的稀土廢料，如熒光粉廢料這類稀土和鋁溶解活性偏低的物料，國內(nèi)也有采用堿法處理提取稀土的工藝，專利CN200810029417.5即提出類似的方法，該方法對低活性氧化鋁原料具有適用性，存在流程長，稀土收率低的問題。

然而，上述方法主要關注稀土的分離回收，而大量的鋁和硅物料未能有效利用。同時，現(xiàn)有技術的方法難以實現(xiàn)稀土和鋁的徹底分離，整個工藝流程中堿耗和水耗較大，環(huán)境污染嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種從含稀土的鋁硅物料中回收稀土、鋁和硅的方法。該方法實現(xiàn)了稀土和鋁的徹底分離，大幅提高了二者的收率和純度，并且同時完成了硅的有價回收，真正實現(xiàn)了鋁硅廢料中主要元素的綜合回收利用。整個回收工藝流程具有堿耗小，水耗小，廢水排放量小等優(yōu)勢，同時該工藝還具有固定投資少，生產(chǎn)成本低，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的特點。

本發(fā)明采用的技術方案為：

一種鋁硅廢料中稀土、鋁和硅的綜合回收方法，包括以下步驟：S1鋁硅廢料酸浸得到含稀土和鋁的酸浸液和富硅渣；S2含稀土和鋁的酸浸液加入沉淀劑得到稀土復鹽沉淀和含鋁濾液，其特征在于，S3含鋁濾液制備偏鋁酸鈉或硫酸鋁。

方法還包括：S4，富硅渣制備水玻璃；優(yōu)選地，方法還包括下列步驟：S5，稀土復鹽沉淀與堿溶液反應后過濾，得到氫氧化稀土和廢液。步驟S1的工藝條件為：控制酸浸的溫度為10～80℃，優(yōu)選為15～60℃，進一步優(yōu)選為20-40℃。反應過程pH值為0.1～2.5，優(yōu)選為0.5～2.0，進一步優(yōu)選為0.8～1.5。含稀土和鋁的酸浸液的終點pH值為0.5～2.0，優(yōu)選為0.6～1.8，進一步優(yōu)選為0.8～1.5。浸出方式可以采取攪拌或堆浸。當采取攪拌手段時，攪拌時間有利地為3～12小時；當采取堆浸手段時，堆浸時間有利地為24～72小時。液固比有利地為3:1～6:1，優(yōu)選為4:1～5:1。

步驟S1的酸選自硫酸溶液、鹽酸溶液或硝酸溶液的一種；最優(yōu)選是鹽酸溶液。

步驟S2的工藝條件為：沉淀劑與含稀土和鋁的酸浸液中稀土離子的摩爾比為1:1～5:1，優(yōu)選為3:1～4:1。沉淀反應在10～60℃，優(yōu)選在20～40℃溫度下持續(xù)0.5～4h，優(yōu)選持續(xù)1-3h。