[发明专利]一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土元素回收技术领域，尤其涉及一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法。

背景技术

离子型稀土矿中稀土以“离子”形态赋存于花岗岩风化壳中，经硫酸铵原地浸矿技术得到稀土浸出液，但所得浸出液中稀土浓度低、化学成分复杂、杂质离子含量多。目前用于富集浸出母液中的稀土工艺方法主要有碳铵沉淀法、草酸沉淀法和溶剂萃取法，碳铵沉淀法选择性差，易与其他杂质离子形成共沉淀，给后续的稀土料液净化、萃取分离工序增加困难；同时碳铵沉淀法所产生的沉淀母液含大量的氨氮废水，污染环境。草酸沉淀法稀土回收率低，条件苛刻，同时草酸耗量大、价格昂贵，是毒性物质。采用溶剂萃取法富集稀土浸出母液，稀土浓度低、杂质含量高导致在萃取操作时易产生第三相、萃取剂易“中毒”等问题，缩短了萃取剂的使用寿命；稀土浸出液母量大，采用溶剂萃取法处理稀土浸出母液成本高，有机相在水中溶解损失大，废水中COD含量高，对环境也会带来一定的污染。近年国家在稀土的绿色提取方面又提出了新的要求，因此开发研究新的富集稀土浸出母液方法成为关键。

发明内容

为实现稀土浸出母液的高效富集，本发明提供了一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法。活性炭属于一种无定型炭材料，它是由石墨微晶及连接这些微晶的碳氢化合物组成。活性炭的化学性质稳定，可以耐强酸、强碱、高温、高压作用，它具有发达的微孔结构和巨大的比表面积，对有机物质和颗粒杂质有良好的吸附性能。发明利用活性炭可吸附有机物的特性，采用浸渍法将萃取剂吸附在活性炭上，再用活性炭吸附材料实现稀土浸出母液的富集。

本发明采用如下技术方案：

本发明的从稀土浸出母液中富集稀土的方法的具体步骤如下：

(1)活性炭吸附材料的制备：

将磷类萃取剂与磺化煤油按体积比为1:0～4的比例混合形成有机相，将有机相与粒度为5～500目的活性炭按质量比为0.1～5:1的比例混合均匀形成活性炭吸附材料；

(2)装柱：

将步骤(1)所得到的活性炭吸附材料用湿法装柱法装入柱径为1～300cm、高径比为1～80:1的离子交换柱；

(3)柱皂化：

往分离柱中加入浓度为0.1～14.8mol/L的氨水或氢氧化钠溶液对活性炭吸附材料进行皂化，再用蒸馏水洗涤分离柱至洗出液无浑浊；

(4)柱富集：

步骤(3)装柱得到的离子交换柱进行多柱串联得到分离柱，串联方式如图2；分离柱按照柱子连接区段分为萃取柱和反萃柱，柱走向是沿萃取柱和反萃柱方向；用pH值为2～5的稀土浸出母液以0.1～20cm·min^-1的流速从第一萃取柱处流经分离柱，用浓度为0.1～6mol/L的盐酸以0.1～20cm·min^-1的流速从第一反萃柱处流经分离柱，待第一萃取柱吸附饱和后，第一萃取柱进入反萃段，在第n反萃柱处得到稀土富集物；

(5)柱洗涤：

使用后的含酸分离柱用蒸馏水洗涤至洗出液pH值大于2，得到空白柱；

(6)柱循环：

洗涤后的空白柱再循环步骤(3)～(5)实现稀土浸出母液的富集。

步骤(1)中，所述的磷类萃取剂包括二(2-乙基己基磷酸)或2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯。

步骤(1)中，所述的有机相为磷类萃取剂与磺化煤油按体积比为1:0～4的比例混合形成的有机相，所述活性炭的粒度为5～500目，有机相与活性炭质量比为0.1～5:1。

步骤(2)中，所述的离子交换柱柱径为1～300cm、高径比为1～80:1。

步骤(3)中，所述的皂化剂为氨水或氢氧化钠，皂化剂浓度为0.1～14.8mol/L。

步骤(4)中，所述的稀土浸出母液pH值为3～5。

富集工艺技术方案中所述离子交换柱可用搅拌槽替代。

本发明的积极效果如下：

(1)用活性炭吸附材料富集稀土浸出母液，解决了沉淀法所带来的环境污染问题；

(2)活性炭具有吸油特性，不存在皂化废水和萃取废水产生的COD污染问题；

(3)用活性炭吸附材料富集稀土浸出母液，去除了传统的溶剂萃取带来的分相困难问题；

(4)活性炭性质稳定，循环利用效果好，操作方便、无毒、无污染，为稀土浸出母液的富集提供了一种新方法。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图；

图2是本发明方法的离子交换柱的串联方式图；