[发明专利]一种稀土金属电解熔盐渣的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源回收领域，具体涉及一种稀土金属电解熔盐渣的回收方法。

背景技术

稀土可广泛用于生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。目前稀土金属冶炼主要的方法是金属热还原法及熔盐电解法。常见的La，Ce，Pr，Nd，Gd，Ho等稀土金属及Pr-Nd，Nd-Fe，Dy-Fe等稀土合金都是通过氟化物体系熔盐电解工艺生产得到。

熔盐电解法产生的稀土熔盐渣主要由稀土氟化物、稀土合金、氟化锂、石墨、铁、铝及少量的硅酸钙、铁所组成。目前针对稀土熔盐渣的处理工艺采用的是传统的浓硫酸焙烧法和氢氧化钠法，此工艺不仅耗能高、成本高，而且其所产生的含氟化氢、二氧化硫废气对环境有一定的影响，且废气的净化治理措施复杂，难以达到环保要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土金属电解熔盐渣的回收方法，不生成氟化氢、二氧化硫废气，不污染环境且能耗低。

为了实现上述目的，本发明的稀土金属电解熔盐渣的回收方法，以氟化物体系稀土熔盐电解过程中产生的废熔盐渣为原料，按以下步骤进行：

(1)根据熔盐渣中所含的杂质含量和稀土总量的不同，对熔盐渣进行分类；

(2)熔盐渣粉碎，经破碎机进行初破后再用球磨机将渣料研磨至粒度达100目以上，备用；

(3)将步骤(2)所得粉碎后的稀土熔盐粉料投入反应池中，以均匀的速度缓慢加入盐酸/硝酸的混合酸液，使酸液浸没粉料，所述盐酸与所述硝酸的体积比为1:3，粉料与混合酸的体积比为0.1～1:2～5，加热至60～120℃，控制pH值为1～2，并持续搅拌，加入氧化剂助溶除杂，1～10小时后反应完全；其中，所述盐酸由36～38％的浓盐酸与水按体积比1:1稀释制得，所述硝酸由65～68％的浓硝酸与水按体积比1:1稀释制得；化学反应式：

2Al+6H⁺＝Al³⁺+3H₂↑

2Fe+6H⁺＝Fe³⁺+3H₂↑

RE+6H⁺＝RE³⁺+3H₂↑

CaF₂+2H⁺＝2Ca²⁺+2HF↑

CaSiO₃+H⁺＝Ca²⁺+H₂SiO₃↑

(4)向反应池中加入清水，搅拌，静置后开始连续水洗，直至酸溶液完全不显颜色；

(5)将步骤(4)所得清洗渣用板框压滤机压滤，得到滤渣和滤液；

(6)将步骤(5)所得滤渣在回转窑中经650～850℃条件下灼烧2～4小时，得到可以直接使用的稀土氟化物；

(7)将步骤(5)所得滤液经过中和除杂、萃取分离得到稀土氯化物，废液集中处理，所述稀土氯化物经草酸沉淀、沉淀物灼烧得到稀土氧化物；

(8)测定步骤(7)中的废液中的锂含量，向废液中加入氟化氢铵溶液，所述氟化氢铵的用量为氟化沉淀锂理论用量的105％～120％，用氨水调节pH至中性，得到氟化锂沉淀，过滤，滤饼在200～400℃条件下干燥5～10小时，得到氟化锂固体。

优选的，步骤(3)中所述粉料与混合酸的体积比为1：2～3。

优选的，步骤(3)中所述氧化剂为过氧化氢，过氧化氢可将Fe²⁺进一步氧化为Fe³⁺，而不引入其他杂质。

进一步地，步骤(7)中所述沉淀物灼烧在隧道窑中进行，温度为750～1050℃，时间为2～3小时。优选的温度为850℃，时间为3小时。

优选的，步骤(8)中所述氟化锂沉淀的滤饼在300℃条件下干燥7小时。