[发明专利]用于提取稀土元素的方法

说明书

相关申请的引用

本申请根据USC 119(e)要求于2012年4月9日提交的美国临时专利申请61/621,632号和于2012年7月12日提交的美国临时专利申请61/670,792号的优先权。

技术领域

本发明涉及使用混合氯化物浸提剂从稀土元素矿石或精矿中浸取和回收稀土元素，包括钇。具体而言，本发明涉及一种利用包含盐酸和氯化镁的浸提剂从携带稀土元素的矿石或精矿中浸取稀土元素的方法。在实施方式中，本发明涉及一种方法，所述方法利用包含盐酸和氯化镁的浸提剂从携带稀土元素的矿石或精矿中浸取和回收一种或多种稀土元素，随后进行溶液提取以便从浸取液中去除铁且在必要时去除可能存在的其它元素，例如铌或锆，然后进行回收稀土元素和钇的步骤。所述方法中使用的浸提剂、提取剂和其它材料可以回收且再循环。例如，可以实现稀土元素的非常高水平的提取和回收。矿石或精矿还可以用硫酸进行浸取，且对随后获得的提余液用草酸处理，并且再溶解于盐酸中，或进行溶剂提取并且用盐酸汽提。然后可以提取稀土元素。

背景技术

稀土系(或镧系)元素是原子序数为57至71的元素，即分别为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。钇(Y，原子序数39)在化学性质上与其非常相近。稀土元素实际上并没有名称所暗示的那样稀少，如铈比锡更丰富，钇比铅更丰富，且所有镧系元素都比铂族金属更丰富。稀土金属元素具有多种用途，包括作为催化剂用于硬化合金、玻璃添加剂、磁性材料、磷光剂、激光器、眼镜片和光纤。稀土矿见于许多种形式，包括氧化物和多氧化物、氟化物、碳酸盐和氟碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐。

用于回收稀土元素的方法是已知的。加拿大专利1329486(M.Matsua等，1994年5月17日颁予)公开了使稀土元素的强酸溶液与具有含磷原子的官能团的螯合树脂接触。加拿大专利1217637(P.Mein，1987年2月10日颁予)和加拿大专利2015057(K.S.Pisarcyzk等，1999年7月27日颁予)描述了用盐酸分解铯榴石以获得金属氯化物(包括氯化铯)的溶液。加拿大专利2021415(G.D.Fulford等，1991年1月19日公开)描述了从硫酸溶液中回收稀土元素。加拿大专利1040756(P.Broman等，1978年10月17日颁予)描述了浮选方法的使用。加拿大专利2631190(S.J.Mackowski等，2009年11月2日公开)描述了使用能基本上溶解磷灰石的酸对独居石矿和磷灰石矿的复合矿石进行预浸取。

在其它采矿业中，已经开发了多种方法用于提取有价金属，例如镍和钛，其中将方法中所使用的溶液再循环并基本上减少环境问题。一个例子是使用盐酸和氯化镁的溶液在低温下从携带钛的矿石或精矿中提取钛，如美国专利7803336(V.I.Lakshmanan、R.Sridhar等，2010年9月28日颁予)中所公开。美国专利7736606(V.I.Lakshmanan、R.Sridhar等，2010年6月15日颁予)描述了用具有氯化物、氧化剂和盐酸的浸提剂提取碱金属硫化物矿石。可以进行浸取以限制铂族金属和金与碱金属的共溶。

可有效地从携带稀土元素的矿石或精矿中回收稀土元素且具有较低或极小环境问题的方法将是有利的。所述方法将能够回收所述方法中使用的组分以减轻环境问题和经济地操作所述方法。另外，方法应能够在浸取步骤中将稀土元素金属与其它有价金属分离。稀土元素采矿业中特别需要这些方法。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种用于从携带稀土元素的矿石或精矿中浸取和回收稀土元素(包括钇)的方法，其中所述方法的不同步骤中所使用的溶液可以再循环。确切地说，所述方法在浸取步骤中利用氯化物。在另一个方面，本发明提供了一种用于浸取和回收稀土元素(包括钇)的方法，其在浸取步骤中使用氯化物且其中浸取步骤之后为去除铁的步骤，去除铁的步骤在回收稀土元素之前。

因此，本发明提供了一种用于从携带稀土元素的矿石或精矿中提取至少一种稀土元素的方法，所述方法包括以下步骤:

a)在大气压下，在90℃至溶液沸点的温度和至少200mV的Eh下，用具有盐酸和氯化镁的浸提剂对携带稀土元素的矿石或精矿进行浸取；

b)对如此获得的浸取溶液进行液/固分离步骤。

在优选实施方式中，对来自于步骤b)的液体进行回收至少一种稀土元素或钇的步骤。

在另一个实施方式中，Eh为至少400mV。