[發(fā)明專利]一種從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法

有效

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• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN114262794B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 唐鴻鵠;王麗;李夢閃;黃偉欣;孫偉;韓海生;張臻悅
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B34/22;C22B41/00;C22B58/00;C22B59/00;C04B12/00;C04B33/132
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發(fā)明公開了一種從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法，該方法主要包括以下步驟：(1)原煤破碎；(2)氧化預處理，初步釋放褐煤中含有的稀有金屬如鍺、鎵、稀土等；(3)加溫堿處理，深度釋放褐煤中的稀有金屬，并溶解出褐煤中的堿溶性有機質(zhì)；(4)控電位酸處理，從堿處理液中沉淀出酸不溶有機質(zhì)，并促進有機質(zhì)所絡合稀有金屬的解析；(5)廢水處理與循環(huán)，處理工藝中提取稀有金屬后殘余酸液與堿處理過程殘余堿液的中和與循環(huán)；本發(fā)明在兼顧生產(chǎn)成本的前提下，進行褐煤中稀有金屬提取的同時，實現(xiàn)褐煤中殘余有機質(zhì)的產(chǎn)品化，殘余固體量少且易于建材化，處理過程中殘余酸堿溶液大部分可流程內(nèi)處理并循環(huán)使用，工藝流程具有環(huán)境污染少、經(jīng)濟效益高、有價組分綜合利用率高的優(yōu)勢。

技術領域

本發(fā)明公開了一種從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法，涉及固體物料綜合回收處理技術領域。

背景技術

褐煤是一種煤化程度介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色的低級煤，是泥炭經(jīng)成巖作用形成的腐殖煤，煤化程度最低。褐煤有著清潔、低揮發(fā)和低硫的優(yōu)點，然而又存在著濕度大、燃點低和二氧化碳排放量大的缺點。我國褐煤資源儲量豐富，約2118億噸，約占全國煤炭儲量的13％，但由于其具有水分高、熱值低、易自燃等缺點，被視為劣質(zhì)燃料，非常有必要開發(fā)褐煤的非燃料利用技術，實現(xiàn)褐煤的高附加值利用。

同時，褐煤中存在豐富的有機質(zhì)資源，可從中獲取含氧化學品。而這些有機質(zhì)中的腐植酸可作為鉆井泥漿調(diào)整劑、工業(yè)用水穩(wěn)定劑、水泥減水劑、鍋爐除垢劑、礦石浮選劑、廢氣廢水處理劑、復合肥等，可廣泛應用于農(nóng)、林、牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等各個領域，顯示出強大的生命力，前景十分廣闊。此外，褐煤中的有機質(zhì)極易吸附鍺、鎵、稀土等稀有金屬。以鍺為例，當褐煤中鍺含量在20ppm以上時即可計算儲量而具有一定的提取價值，內(nèi)蒙古地區(qū)含鍺褐煤儲量大，鍺品位可達100～200ppm，預計鍺儲量超過4000噸，而云南幫賣、臘東、芒回和等嘎礦區(qū)的褐煤中預計鍺儲量共計2177噸。因此，加強對褐煤的綜合利用，增強對褐煤中稀有元素、有機質(zhì)、礦物質(zhì)等有價資源的綜合回收利用，提高煤炭的利用價值，具有重要的現(xiàn)實意義。

然而，目前褐煤中有價組分的綜合利用率較低，針對褐煤原煤中稀有元素提取的研究較少，多數(shù)研究圍繞煙灰中鍺、粉煤灰中鎵的提取開展，且目前的濕法提取過程酸量較多、成本較高，火法提取過程則往往存在揮發(fā)率低、揮發(fā)時間長、氣氛難保證的問題。而褐煤中提取稀土的研究尚處于起步階段，因此，急需研發(fā)經(jīng)濟效益高、環(huán)境污染少的從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法。針對褐煤中有價組分綜合利用率低，稀有元素濕法提取過程酸量較多、成本較高，火法提取過程則往往存在揮發(fā)率低、揮發(fā)時間長、氣氛難保證的問題本發(fā)明針對含稀有元素褐煤的特點，在兼顧生產(chǎn)成本的前提下，提出了原煤破碎、氧化預處理、加溫堿處理、控電位酸處理、廢水處理與循環(huán)的工藝過程，為褐煤中稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的綜合提取提供了較有前景的方法。

本發(fā)明一種從褐煤中綜合提取稀有元素及有機質(zhì)等有價組分的方法，主要包括以下步驟：

(1)原料的選擇

選擇-80目的褐煤作為原料，所述原料中含有稀土元素和/或稀有金屬元素；所述稀有金屬元素選自鍺、鎵、釩中的至少一種；

(2)氧化預處理

將原料褐煤與質(zhì)量濃度2％～10％的氧化預處理劑按固液比為1:3～1:8、優(yōu)選為1:5～1:8進行混合，混合后反應大于等于0.5h；通過混合初步釋放褐煤中含有的稀有金屬元素和/或稀土元素；固液分離后，得到第一段溶出液和第一段溶出剩余固體；

(3)加溫堿處理