[发明专利]草酸稀土沉淀母液处理回收方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土湿法冶金和工业废水处理领域，主要解决稀土产品，尤其是高纯稀土生产中草酸稀土沉淀母液的循环利用问题，能够在保证高纯度稀土产品生产质量的前提下使母液中绝大多数的水、草酸、盐酸和稀土得到循环利用，既节约了成本又降低了废水排放量。

技术背景

    稀土萃取分离后的稀土料液通常采用沉淀法使之与水和大量的无机盐和酸分离。从高纯度单一稀土溶液中沉淀出稀土元素一般都采用草酸沉淀法。在草酸稀土沉淀过程中，为了保证稀土的沉淀率和对杂质离子的分离选择性，需要加入过量的草酸。因此，在沉淀废水中主要含有过量的草酸和较高浓度的盐酸（1-3mol/L），还有少量未沉淀完全的稀土元素。因此，在高纯度稀土产品生产过程中会产生大量的草酸沉淀废水，其中含有相当多的草酸和盐酸，以及少量稀土。任其排放不仅浪费了化工原料，而且会污染环境。早期的处理方法一般是用碱中和使未沉淀的稀土继续与草酸形成沉淀而得到回收，其余的酸和水经中和至中性后排放，废水排放量大，酸和水没有得到有效利用。近年来，国家对稀土生产企业的环境保护非常重视，各研究单位也相继研究开发了一些处理草酸沉淀废水的综合利用方法。具有代表性的技术包括萃取法、膜分离法、离子交换法和减压蒸馏法。这些方法各有各自的优点和不足，例如：采用中和方法虽然可以消除酸对环境的影响，但消耗了碱，还要排放大量的含盐废水。采用萃取法，可以把草酸萃取出来，但在酸性条件下，草酸的萃取效率低，而且还要考虑用适当试剂把萃取的草酸从有机相反萃下来，过程比较复杂。蒸馏或减压蒸馏法可以回收其中的酸、水和稀土，但能耗大，对设备要求也高。本发明提出一种用简单沉淀法来处理草酸稀土沉淀废水，尤其是高纯度稀土生产过程中的沉淀废水，以达到所有元素都能很好回收利用的目的。

发明内容

本发明是针对现有技术的状态，提供一种简单易行的草酸稀土沉淀废水处理回收方法，能够充分回收废水中的所有物质，使之得到循环利用。该方法不仅考虑了资源的回收，而且还尽可能使之能用于更高要求的高纯稀土生产过程。

本发明的工艺步骤如下：

用相应高纯度稀土料液或碳酸稀土来返沉废水中的草酸根，所加入的稀土的物质的量是溶液中草酸的物质的量的0.3-0.8倍，以保证处理后母液中的草酸浓度不高于0.04mol/L；将悬浮物过滤分离，过滤后所得的草酸稀土进入到正常草酸稀土沉淀工序中的草酸溶液或与稀盐酸混合配制草酸稀土沉淀的底料，在后续沉淀工序中得到回收利用，生产高纯稀土产品；经稀土沉淀和过滤后的母液添加浓盐酸用于相应稀土元素萃取有机相的反萃，所需加入的盐酸量以使溶液的盐酸浓度在3-5.5 mol/L为准。所述高纯度稀土料液或碳酸稀土可以是高纯度钇料液或高纯度碳酸钇固体。

本发明的有益效果是：本方法简单，能使沉淀母液中的绝大部分物质得到综合利用而不影响高纯度稀土的生产，经济和社会效益显著。

附图说明

图1为发明的工艺流程图。

具体实施方式

     实施例1：

     分别取100ml高纯度钇草酸沉淀后的上清液，加入不同体积的高纯度钇料液(Y₂O₃/REO≥99.999%,5NY)，有明显的白色沉淀产生，搅拌陈化一定时间，过滤，取滤液进行分析，根据沉淀前后溶液中的草酸根含量计算草酸根的残留率或去除率。结果见表1。

   从表1的结果可以看出，随着5NY料液用量的增加，产生的草酸钇的沉淀量增加，溶液中草酸根含量相应减少，草酸根的去除率增加。开始时每毫升料液的加入引起的草酸去除率增加较快，到6毫升以后的增加幅度较小，去除率在70%以上，草酸根浓度基本可以降低到0.05 mol/L以下，到9毫升加料时，草酸根浓度基本可以降低到0.04 mol/L以下，为0.034 mol/L，。此时，钇的加入量与起始母液中草酸量的物质的量之比为0.64(理论比例为0.67)。

料液的加入会使酸度的有所下降，但酸总量不变。主要杂质含量有小幅度的上升，原因是5NY料液中也含有这些杂质。因此，5NY料液的加入会增加溶液中杂质的含量，但不影响后续应用要求。比如铁含量，用作反酸反萃稀土后的稀土料液要经过除铁工序，对后面沉淀没有影响。溶液中的稀土则一同进入反萃液，在后续过程中一起被回收。

        表1 钇料液的加量与沉淀母液中草酸去除效率及杂质含量的关系