[发明专利]包头矿混合碳酸稀土沉淀废水用于硫酸亚铕沉淀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包头矿混合碳酸稀土沉淀废水用于硫酸亚铕沉淀的方法，属于稀土湿法冶金领域。

背景技术

目前从钐铕钆富集物提取氧化铕工艺中，其关键工序之一是富铕的制备，工业广泛应用的是用锌粉将三价铕还原为二价铕离子，生成的二价铕离子再与硫酸根反应生成稳定的硫酸亚铕沉淀，实现铕与其它稀土分离，工艺中硫酸根是以七水硫酸镁加入到反应体系，硫酸镁作为硫酸亚铕沉淀剂已在广泛应用，而用硫酸铵或硫酸铵和硫酸镁混合物作为沉淀剂在目前荧光级氧化铕生产工艺没有得到广泛的应用。

用浓硫酸分解包头稀土精矿生产混合碳酸稀土工艺，产生的大量硫酸铵和硫酸镁废水，生产1吨包头矿混合碳酸稀土产生13吨母液废水，经浓缩、结晶得到硫酸铵和七水硫酸镁混合晶体1110kg，其中含硫酸铵480kg、七水硫酸镁630kg。这种混合物在应用方面只能用于农肥、离子吸附型稀土矿的浸矿试剂等要求不高的行业应用，如要得到较纯净的硫酸铵和七水硫酸镁产品需要较高的生产成本，企业很难承受，所以在其它领域应用受到限制，回收的大量晶体存在积压，如沉淀废水排放将会造成了资源的浪费和环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种包头矿混合碳酸稀土沉淀废水用于硫酸亚铕沉淀的方法，该方法将浓硫酸焙烧分解包头稀土精矿生产混合碳酸稀土沉淀废水浓缩，得到浓缩后的硫酸铵和硫酸镁混合溶液，取替单一的七水硫酸镁作为硫酸亚铕沉淀剂，节约生产成本，减少资源的浪费和环境污染。

技术解决方案：

本发明包头矿混合碳酸稀土沉淀废水用于硫酸亚铕沉淀的方法。包头稀土精矿混合碳酸稀土沉淀废水中含硫酸铵0.28mol/L、含七水硫酸镁0.2mol/L，将该废水体积浓缩5倍，在浓缩后的溶液中硫酸铵和七水硫酸镁均没有产生结晶，浓缩后得到浓缩溶液，浓缩溶液中含硫酸铵1.4mol/L、含七水硫酸镁1mol/L，冷却待用；将原料氯化钐铕钆溶液打入沉淀罐中，原料钐铕钆中氧化铕含量Eu₂O₃/REO为6～15％，稀土浓度为0.5～1.5mol/L，料液酸度pH＝4，分别加入锌粉，锌粉加入量与钐铕钆富集物中含氧化铕量的重量比为0.35∶1；加入浓缩后硫酸铵和硫酸镁混合溶液，加入量为钐铕钆中含1kg氧化铕加入4.73升浓缩后的溶液；开启搅拌反应2小时，澄清4小时，过滤，得到滤饼为硫酸亚铕沉淀，氧化铕含量Eu₂O₃/REO＞92％，滤液为钐钆富集物溶液，钐钆中氧化铕含量Eu₂O₃/REO＜0.1％。

本发明浓缩后溶液中的硫酸根与二价铕生成硫酸亚铕沉淀，铵离子、镁离子和过量的硫酸根进入钐钆溶液中，经过萃取分离提纯钐钆后，铵离子、镁离子和过量的硫酸根随萃取分离废水排入到废水处理工序。

本发明中控制废水浓缩量是关键，控制废水浓缩量有利于硫酸铵和硫酸镁在浓缩后重量比不变，便于确定浓缩后废水加入量。

本发明的优点

(1)碳酸稀土沉淀废水中含有微量的稀土元素，废水回用后即不会影响锌粉还原硫酸亚铕制备工艺，更不会影响荧光级氧化铕纯度，同时可提高稀土收率，减少资源浪费。

(2)沉淀废水不需要完全浓缩制备成晶体，浓缩后的溶液可以稀释原料稀土浓度，降低浓缩、结晶的能源消耗。

具体实施方式

实施例1

包头稀土精矿混合碳酸稀土沉淀废水中含硫酸铵0.28mol/L、七水硫酸镁0.2mol/L，将该废水体积浓缩5倍，浓缩后的溶液中含硫酸铵1.4mol/L、含七水硫酸镁1mol/L，冷却待用。

在3M³反应罐中，加入2M³钐铕钆富集物料液，料液稀土浓度为1mol/L，料液酸度pH＝4，料液中氧化铕含量Eu₂O₃/REO为10％，加入12.32kg锌粉，加入浓缩后的硫酸铵和硫酸镁混合溶液166.5升，开启搅拌反应2小时，澄清4小时，过滤，得到滤饼为硫酸亚铕沉淀，氧化铕含量Eu₂O₃/REO＝92.6％，滤液为钐钆富集物溶液，钐钆中氧化铕含量Eu₂O₃/REO＜0.08％。

实施例2

包头稀土精矿混合碳酸稀土沉淀废水中含硫酸铵0.28mol/L、七水硫酸镁0.2mol/L，将该废水体积浓缩5倍，浓缩后的溶液中含硫酸铵1.4mol/L、含七水硫酸镁1mol/L，冷却待用。

在3M³反应罐中，加入2M³钐铕钆富集物料液，料液稀土浓度为1.2mol/L，料液酸度pH＝4，料液中氧化铕含量Eu₂O₃/REO为8％，加入11.83kg锌粉，加入浓缩后的硫酸铵和硫酸镁混合溶液160升，开启搅拌反应2小时，澄清4小时，过滤，得到滤饼为硫酸亚铕沉淀，氧化铕含量Eu₂O₃/REO＝92.8％，滤液为钐钆富集物溶液，钐钆中氧化铕含量Eu₂O₃/REO＜0.05％。