[发明专利]一种沉淀稀土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土的沉淀方法。具体地说是以钙或/和镁矿物为原料经过煅烧-消化- 碳化制备的碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液作为沉淀剂，将稀土溶液中的稀土离子沉淀，得到 稀土碳酸盐、氢氧化物、碱式碳酸盐或其混合物产品，或进一步焙烧制备稀土氧化物产品。 属于稀土湿法冶金领域。

背景技术

稀土是化学元素周期表中第三副族原子序数从57至71的15个镧系元素：镧(La，57)、 铈(Ce，58)、镨(Pr，59)、钕(Nd，60)、钷(Pm，61)、钐(Sm，62)、铕(Eu，63)、钆 (Gd，64)、铽(Tb，65)、镝(Dy，66)、钬(Ho，67)、铒(Er，68)、铥(Tm，69)、镱(Yb， 70)、镥(Lu，71)，再加上与镧系元素性质相似的钇(Y，39)和钪(Sc，21)共17个元素 的总称。由于稀土元素独特的物理和化学性能，被广泛应用于冶金机械、石油化工、轻工农 业、电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等13个领域的40多个行业，是当今世界各 国发展高新技术和国防尖端技术、改造传统产业不可缺少的关键原材料，成为新技术革命和 国际竞争中的重要战略资源。

世界稀土资源丰富，且新的稀土资源不断发现，现已知含稀土的矿物约有250多种，但 已开采利用的仅十几种，主要有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿、离子吸附型稀土矿等。稀土精 矿一般经过酸、碱等进行分解浸出，得到混合氯化稀土溶液、硫酸稀土溶液、硝酸稀土溶液 等，再进一步经过溶剂萃取法、氧化还原法、离子交换法、萃取色层法等进行分离提纯，得 到各种单一稀土化合物溶液，如单一氯化稀土溶液、单一硝酸稀土溶液、单一硫酸稀土溶液 等。上述稀土溶液一般采用草酸做沉淀剂制备稀土草酸盐，然后经过焙烧生产稀土氧化物； 或采用碳酸氢铵、碳酸钠做沉淀剂生产稀土碳酸盐，再经过焙烧也得到稀土氧化物。采用草 酸做沉淀剂生产稀土氧化物，产品纯度高，但草酸价格贵，成本高；采用碳酸氢铵做沉淀剂 生产稀土碳酸盐或稀土氧化物，可以大幅降低成本，但产生大量氨氮废水污染环境，一些企 业为了消除氨氮废水污染，采用碳酸钠代替碳酸氢铵做沉淀剂生产稀土碳酸盐或稀土氧化物， 但成本增加1倍左右，而且也带来钠盐废水污染。

发明内容

本发明为了进一步降低稀土碳酸盐或稀土氧化物的生产成本，消除氨氮废水对环境的污 染，提出了一种新的沉淀稀土的方法，即以廉价的钙或/和镁矿物为原料经过煅烧-消化-碳化 制备的纯净的碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液作为沉淀剂沉淀稀土，得到稀土碳酸盐、氢氧化 物、碱式碳酸盐或其混合物，再经过焙烧制备稀土氧化物。

本发明具体技术方案如下：

本发明提出了一种沉淀稀土的方法，即以碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液作为沉淀剂，与 稀土溶液混合沉淀，控制沉淀母液pH值为4.5～9，使稀土离子沉淀，并经过后处理得到稀 土碳酸盐、氢氧化物、碱式碳酸盐中的至少一种。

所述一种沉淀稀土的方法，即将氯化稀土溶液、硝酸稀土溶液、硫酸稀土溶液、醋酸稀土 溶液与碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液混合，稀土溶液浓度REO为0.1～1.8mol/L，反应温 度为0℃～95℃，溶液pH值为6～8，使稀土离子沉淀，经过滤、烘干，得到稀土碳酸盐、氢 氧化物、碱式碳酸盐中的至少一种。

所述稀土为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、钇、镥、钇、钪中的 至少一种。

所述碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液中氧化镁和/或氧化钙含量为0.1～20wt％，其用量 为理论用量的101％～150％。优化条件：碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液中氧化镁和/或氧化钙 含量为1～10wt％，其用量为理论用量的105％～130％。

所述碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液由钙或/和镁矿物为原料经过煅烧-消化-碳化制备， 钙或/和镁矿物为石灰石、菱镁矿、方解石、白云石、大理石、石棉尾矿中的至少一种或碳酸 钙、碳酸镁及其混合物。

所述钙或/和镁矿物在600～1000℃焙烧1-10小时，再经过消化并用水调浆，液固重量 比为5～1000∶1，然后通入二氧化碳气体进行碳化，反应温度控制在-10℃～90℃，反应时 间为0.1～5小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢钙和/或碳酸氢镁水溶液。