[发明专利]一种铝硅废料中稀土、铝和硅的综合回收方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物回收领域，具体涉及一种从含稀土的铝硅物料中回收稀土、铝和硅的方法。

背景技术

稀土作为高新技术元素，在催化剂领域被广泛应用。20世纪60年代，稀土-Y型分子筛在重油催化裂化中被广泛应用，之后稀土在其他分子筛催化剂上也得到应用。目前，国内稀土在石化催化领域中的消费量占稀土总消费量的10％以上，全球每年用于石化行业的稀土数以万吨计算。

随着资源的日益短缺，从石油化工催化剂制备过程中或催化剂废料中回收有价稀土成分具有很好的社会和经济效益。中国专利CN1686813公开了一种用废分子筛催化剂制备聚合氯化铝的方法，可使废料中的铝得以回收，但该专利未涉及到高价稀土元素的回收。

国内早期也对分子筛合成过程中产生的氯化稀土滤液采用萃取、氨水或碳酸钠沉淀法直接回收(张继光；《萃取法回收分子筛滤液中稀土技术》，工业催化，GONGYE CUIHUA(INDUSTRIALCATALYSIS)，1995年01期)(焦念信，《分子筛生产污水中氯化稀土的回收利用》，齐鲁石油化工，Qilu Petrochemical Technology，1995年02期)、(兰州炼油厂，《分子筛装置氯化稀土的回收》，石油炼制与化工，Petroleum Processing and Petrochemicals，1981年08期)，由于氯化稀土滤液成分相对单一，故上述回收工艺简单，已在国内被广泛采用。对于从分子筛制备过程中产生的分子筛废料或已经使用的分子筛废料中直接回收稀土的工作国内外还没有开展。

分子筛废料中主要成分为硅和铝，属于典型的铝硅物料，此外还含有稀土元素。根据中国专利CN1686813和实验研究，分子筛废料中的铝元素活性高，直接酸浸出过程中易于溶解，稀土和铝有共同溶解的特性，不仅消耗大量的浸出用酸还给后续除杂和单一稀土萃取分离带来极大的麻烦。

对于含铝硅的稀土废料，如荧光粉废料这类稀土和铝溶解活性偏低的物料，国内也有采用碱法处理提取稀土的工艺，专利CN200810029417.5即提出类似的方法，该方法对低活性氧化铝原料具有适用性，存在流程长，稀土收率低的问题。

然而，上述方法主要关注稀土的分离回收，而大量的铝和硅物料未能有效利用。同时，现有技术的方法难以实现稀土和铝的彻底分离，整个工艺流程中碱耗和水耗较大，环境污染严重。

发明内容

本发明提出了一种从含稀土的铝硅物料中回收稀土、铝和硅的方法。该方法实现了稀土和铝的彻底分离，大幅提高了二者的收率和纯度，并且同时完成了硅的有价回收，真正实现了铝硅废料中主要元素的综合回收利用。整个回收工艺流程具有碱耗小，水耗小，废水排放量小等优势，同时该工艺还具有固定投资少，生产成本低，容易实现产业化生产的特点。

本发明采用的技术方案为：

一种铝硅废料中稀土、铝和硅的综合回收方法，包括以下步骤：S1铝硅废料酸浸得到含稀土和铝的酸浸液和富硅渣；S2含稀土和铝的酸浸液加入沉淀剂得到稀土复盐沉淀和含铝滤液，其特征在于，S3含铝滤液制备偏铝酸钠或硫酸铝。

方法还包括：S4，富硅渣制备水玻璃；优选地，方法还包括下列步骤：S5，稀土复盐沉淀与碱溶液反应后过滤，得到氢氧化稀土和废液。步骤S1的工艺条件为：控制酸浸的温度为10～80℃，优选为15～60℃，进一步优选为20-40℃。反应过程pH值为0.1～2.5，优选为0.5～2.0，进一步优选为0.8～1.5。含稀土和铝的酸浸液的终点pH值为0.5～2.0，优选为0.6～1.8，进一步优选为0.8～1.5。浸出方式可以采取搅拌或堆浸。当采取搅拌手段时，搅拌时间有利地为3～12小时；当采取堆浸手段时，堆浸时间有利地为24～72小时。液固比有利地为3:1～6:1，优选为4:1～5:1。

步骤S1的酸选自硫酸溶液、盐酸溶液或硝酸溶液的一种；最优选是盐酸溶液。

步骤S2的工艺条件为：沉淀剂与含稀土和铝的酸浸液中稀土离子的摩尔比为1:1～5:1，优选为3:1～4:1。沉淀反应在10～60℃，优选在20～40℃温度下持续0.5～4h，优选持续1-3h。