硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法
2023-05-23 20:27:21 3
硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法
【專利摘要】本發明涉及一種硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是：所述方法包括以下步驟：（1）把硫酸焙燒稀土精礦得到的焙燒礦與氯化鈣溶液按固液比1：1~7的比例混合，常溫攪拌浸出0.5~3h，用含鈣化合物中和到pH2~3，過濾得到浸出液；（2）將萃取劑P507用含鈣化合物皂化，得到鈣皂化P507萃取劑；（3）步驟（1）得到的浸出液和步驟（2）得到的鈣皂化P507混合萃取稀土，負載有機相用鹽酸反萃取得到高濃度氯化稀土溶液，同時得到含氯化鈣的萃取餘液；（4）步驟（3）得到的萃取餘液返回到步驟（1）用於浸出稀土。其優點是：用水量減少了60%以上；萃取餘液直接返回浸出稀土，實現了萃取餘液的循環利用，無廢水排放。
【專利說明】硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，屬於溼法冶金領域。
【背景技術】
[0002]包頭的稀土資源得天獨厚，佔全國稀土儲量的81%，包頭稀土精礦佔我國冶煉稀土精礦的60%以上。從包頭稀土精礦中提取混合稀土的工藝主要是濃硫酸焙燒分解法，該工藝硫酸焙燒分解稀土精礦後，用水浸出反應生成的硫酸稀土，然後用氧化鎂中和得到硫酸稀土溶液，最後再通過「轉型」工藝製備成氯化稀土用於後續的萃取分離。目前採用的「轉型」工藝主要有:(1)P204萃取轉型。用非皂化的P204萃取劑萃取，然後鹽酸反萃取得到氯化稀土。該工藝得到含稀硫酸的轉型廢水，酸度約為0.2、.4M。(2)P507萃取轉型。由於P507萃取酸度低，必須經過皂化後才能萃取稀土，該工藝採用氧化鎂皂化，得到鎂皂化P507，然後萃取稀土，再經過鹽酸反萃取得到氯化稀土。該工藝得到含硫酸鎂的轉型廢水。
[3]碳酸氫銨沉澱轉型。該工藝在硫酸稀土溶液中直接加入碳酸氫銨得到碳酸稀土產品，固液分離後得到含硫酸銨的轉型廢水。可以看出，上述三種「轉型」工藝都得到含硫酸根的轉型廢水，由於硫酸稀土溶解度低，在硫酸稀土浸出的過程中，一般採用較大的固液比(一般為1:10-15)才能使硫酸稀土完全浸出，硫酸稀土的濃度在35g/L(RE0)左右，因此得到的轉型廢水中硫酸根和/或硫酸鹽的濃度較低，後續沒有好的辦法處理產生的廢水，目前採用氧化鈣中和的方法處理，產生大量的中和渣。因此，轉型廢水已經制約了硫酸焙燒分解稀土工藝的繼續應用和發展。
[0003]
【發明內容】
:
本發明的目的是為了解決現有的硫酸焙燒分解稀土精礦後硫酸稀土的浸出和轉型廢水的循環利用問題，提供一種硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，本發明通過氯化鈣溶液浸出的方法可以得到濃度約為300g/L左右的氯化稀土溶液，浸出用水量大幅降低，僅為原用水量的1/5?1/3 ;鈣皂化P507萃取濃縮氯化稀土後形成的含氯化鈣廢水回用到浸出工序實現循環利用，無廢水排放。
[0004]為實現本發明的目的，本發明提供的硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是:硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法包括以下步驟:
【I】把硫酸焙燒稀土精礦得到的焙燒礦與氯化鈣溶液按固液比(重量與體積之比)I:Γ7的比例混合，常溫攪拌浸出0.5?3h，用含鈣化合物中和到pH 2?3，過濾得到浸出液，其中氯化鈣溶液的濃度為0.5^3M ；
【2】將萃取劑P507用含鈣化合物皂化，得到鈣皂化P507萃取劑；
【3】步驟(I)得到的浸出液和步驟(2)得到的鈣皂化P507混合萃取稀土，負載有機相用鹽酸反萃取得到高濃度氯化稀土溶液，同時得到含氯化鈣的萃取餘液；
【4】步驟(3)得到的含氯化鈣的萃取餘液返回到步驟(I)用於浸出稀土，實現萃取餘液的循環利用。
[0005]上述步驟(I)中，氯化鈣溶液的濃度為0.5^3M,優選f 2M，提高氯化鈣溶液濃度可以提高浸出液稀土濃度，獲得高的稀土浸出率，同時降低浸出液中硫酸根的濃度。
[0006]上述步驟(I)中，焙燒礦與氯化鈣溶液的固液比為1:廣7，優選1:3?5。固液比太小，料漿的流動性差，不易操作；固液比大，浸出液稀土濃度低。
[0007]上述步驟(I)和(2)中，用於中和浸出液及皂化P507的含鈣化合物分別是氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣或含有上述鈣鹽的天然礦石其中的一種或幾種的混合物；步驟(I)中使用的含鈣化合物與步驟(2)中使用的含鈣化合物可以相同也可以不同。
[0008]採用本發明的工藝，可以達到以下的效果:
(O從硫酸焙燒礦中直接浸出得到氯化稀土溶液。
[0009](2)減少了硫酸浸出過程中的用水量，水量減少了 60%以上。
[0010](3)通過鈣皂化的P507萃取濃縮後，萃取餘液為氯化鈣溶液，可以直接返回浸出稀土，實現了萃取餘液的循環利用，無廢水排放。
[0011]本發明提供的技術方案實現了硫酸焙燒稀土礦中硫酸稀土的直接浸出為氯化稀土，從根本上解決了目前硫酸稀土轉型廢水無法處理的問題，實現了稀土冶煉過程中轉型廢水的零排放，實現了清潔化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的工藝流程示意圖。
[0013]【具體實施方式】:
下面結合實施例詳細解釋本發明所提供的技術方案，但不作為對本發明權利要求保護範圍的限制。
[0014]實施例1:取390 gCaCl2溶於3500 mL水中配製成lmol/L的CaCl2溶液。常溫攪拌條件下加入1700 g濃硫酸焙燒礦，加料後繼續攪拌2 h，加入氧化鈣中和到pH2?3，過濾得水浸液；水浸液稀土濃度約100g/L。將萃取劑P507用氧化鈣的水溶液皂化,皂化廢水回用於氧化鈣調漿。皂化P507用於萃取水浸液，負載有機相鹽酸反萃取得到濃度約280g/L的氯化稀土用於後續的萃取分離。得到含氯化鈣約lmol/L的萃取餘液3500mL返回浸出稀土。
[0015]上述3500 mL萃取餘液，常溫攪拌條件下加入1700 g濃硫酸焙燒礦，加料後繼續攪拌2 h，加入氧化鈣中和到pH2?3，過濾得水浸液；水浸液稀土濃度約100g/L，繼續進行P507萃取，實現廢水的循環利用。整個工藝過程中無廢水排放，實現了零排放的目標。
[0016]實施例2:取780 gCaCl2溶於3500 mL水中配製成2mol/L的CaCl2溶液。常溫攪拌條件下加入900 g濃硫酸焙燒礦，加料後繼續攪拌2 h，加入氫氧化鈣中和到pH2?3，過濾得水浸液；水浸液稀土濃度約60g/L。將萃取劑P507用氫氧化鈣的水溶液皂化,皂化廢水回用於氧化鈣調漿。皂化P507用於萃取水浸液，負載有機相鹽酸反萃取得到濃度約280g/L的氯化稀土用於後續的萃取分離。得到含氯化鈣約2mol/L的萃取餘液3500mL返回浸出稀土。
[0017]上述3500 mL萃取餘液，常溫攪拌條件下加入900 g濃硫酸焙燒礦，加料後繼續攪拌2 h，加入氫氧化鈣中和到pH2?3，過濾得水浸液；水浸液稀土濃度約60g/L，繼續進行P507萃取，實現廢水的循環利用。整個工藝過程中無廢水排放，實現了零排放的目標。
【權利要求】
1.一種硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是:所述方法包括以下步驟: 【I】把硫酸焙燒稀土精礦得到的焙燒礦與氯化鈣溶液按固液比1:廣7的比例混合，常溫攪拌浸出0.5?3h，用含鈣化合物中和到pH 2?3，過濾得到浸出液，其中氯化鈣溶液的濃度為0.5?3M ； 【2】將萃取劑P507用含鈣化合物皂化，得到鈣皂化P507萃取劑； 【3】步驟(I)得到的浸出液和步驟(2)得到的鈣皂化P507混合萃取稀土，負載有機相用鹽酸反萃取得到高濃度氯化稀土溶液，同時得到含氯化鈣的萃取餘液； 【4】步驟(3)得到的含氯化鈣的萃取餘液返回到步驟(I)用於浸出稀土，實現萃取餘液的循環利用。
2.根據權利要求1所述的硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是:步驟(I)中，氯化鈣溶液的濃度為f2M。
3.根據權利要求1所述的硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是:步驟(I)中，焙燒礦與氯化鈣溶液的固液比為1:3?5。
4.根據權利要求1所述的硫酸焙燒稀土精礦的稀土浸出及浸出水的循環利用方法，其特徵是:上述步驟(I)和(2)中，用於中和浸出液及皂化P507的含鈣化合物分別是氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣或含有上述鈣鹽的天然礦石其中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號】C22B3/38GK104232949SQ201410538625
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】許延輝, 田皓, 王英傑, 張旭霞, 馬升峰, 劉鈴聲, 趙文怡, 周建鵬, 孟志軍, 胡衛紅 申請人:包頭稀土研究院