[发明专利]一种从粉煤灰中提取稀土的方法

说明书

本发明属于化工领域，提供了一种从粉煤灰中提取稀土元素的方法，用粉煤灰作为原料，对粉煤灰进行活化、酸溶、稀土富集、钙镁铝离子与稀土分离以及煅烧得到稀土氧化物。本发明的方法简单易操作，稀土的回收率高。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及痕量稀土回收技术。

背景技术

稀土有工业“黄金”之称。由于其具有优良的光电磁等物理特性，能够与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能，因此，被广泛应用于储氢材料、磁性材料、新能源、特殊刚才等高新技术领域。稀土在自然界中除了以氟碳饰矿、独居石、离子吸附型稀土矿、磷忆矿等形式存在以外，还分散存在于煤、油页岩等矿物中。随着稀土用量的增长和稀土资源的开发，从相关矿产资源的灰渣中富集回收痕量稀土成为研究热点。

我国是世界上第一产煤大国，同时也是火力发电第一大国，每年消耗大量的煤用于燃烧发电，并产生大量的粉煤灰。2010年我国煤炭消费量超过32亿t，其中电力行业耗煤约占一半，由此产生的粉煤灰约4亿吨，预计到2020年粉煤灰年排放量将达到8.5亿吨，粉煤灰已成为我国最大的单一固体污染源。目前粉煤灰主要用于生产建筑材料，提取氧化铝和镓等。

经测试发现，准格尔矿区粉煤灰中稀土氧化物含量REO约为0.09％～0.12％。根据《DZ/T0204—2002稀土矿产地质勘查规范》，按风化壳离子吸附型稀土矿计，稀土边界品位——稀土氧化物(REO)质量分数：重稀土为0.05％，轻稀土为0.07％。粉煤灰中稀有金属元素REE已经达到边界品位或工业利用最低标准，作为伴生多金属矿床综合利用时尤其具备工业化开采价值。如果能够将上述粉煤灰中的稀土富集回收，不仅是对稀土资源的有益补充，也能实现粉煤灰的高值化利用。

由于准格尔矿区产出的粉煤灰的化学组成和物相组成均与现有的稀土矿床不同，因此，现有的稀土元素提取方法并不适用于该矿区粉煤灰。迄今，从粉煤灰中提取稀土元素的研究报导很少。刘汇东等发表了一种采用碱法烧结一分步浸出法，对重庆安稳电厂循环流化床粉煤灰中Ga等稀有金属进行了联合提取实验工艺，但对酸法提取粉煤灰中氧化铝并回收稀土元素的工艺并不适用。申请号201520750525.7的实用新型专利“粉煤灰中提取稀土元素的自动化生产系统”公开了粉煤灰中稀土元素提取的自动化生产系统，涉及原料预处理单元、中间处理单元和后处理单元与系统控制单元的连接，实现整个工艺的自动化控制，但未提及稀土元素的提取技术。专利文件CNIO5969994A公开了流化床粉煤灰提取镧的方法，镧的提取率大于90％。上述公开的方法都是以活性较高的流化床粉煤灰为原料，并未涉及活性较差的煤粉炉粉煤灰。

发明内容

本发明旨在提供一种适合所有粉煤灰中提取稀土元素的方法，通过本发明提供的方法将粉煤灰中的稀土元素回收，提高粉煤灰的高值化利用。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种粉煤灰提取稀土元素的方法，用粉煤灰作为原料，对粉煤灰进行活化、酸溶、稀土富集、铝与稀土分离、煅烧得到稀土氧化物。

本发明的技术方案如下：

一种从粉煤灰中提取稀土的方法，包括以下步骤：

(1)粉煤灰活化：将粉煤灰与浓硫酸按照一定比例混合均匀后，在一定温度下焙烧；其中，粉煤灰与浓硫酸质量比为1：1.5～3，优选为2～2.5；焙烧温度为280～420℃，优选为350～400℃；焙烧时间1～3h，优选为2～2.5h；优选地，焙烧过程中产生的三氧化硫气体经回收后循环利用；