[发明专利]还原-氧化分离稀土混合物La2

说明书

本发明涉及一种还原‑氧化分离稀土混合物La₂O₃‑RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)的方法。将La₂O₃‑RE₂O₃混合物转化为无水氯化物；在氯化物体系中，利用Sm,Eu,Tm,Yb元素的变价特性，采用H₂将无水氯化物中三价Sm,Eu,Tm,Yb还原为二价，而三价镧不被还原；将还原后的无水氯化物氧化，二价Sm,Eu,Tm,Yb被氧化为氯氧化物和三氯化物；之后利用氯化物溶于水而氯氧化物不溶于水的特性，经过滤、洗涤，分离混合物中的RE₂O₃。本发明提供的火法分离La₂O₃‑RE₂O₃混合物的方法，工艺条件简单、可操控性好、回收成本低，且实现了镧热还原副产物的高效循环利用。

技术领域

本发明涉及稀土冶金技术领域，特别涉及的是稀土二次资源中稀土的回收工艺，具体涉及一种还原-氧化分离稀土混合物La₂O₃-RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)的方法。

背景技术

目前，镧热还原RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)法是生产稀土Sm,Eu,Tm,Yb金属的主要方法；镧热还原RE₂O₃制备稀土金属的反应为La(l)+RE₂O₃(s)＝La₂O₃(s)+ Sm(g)(RE：Sm,Eu,Tm,Yb)；然而，因还原反应的不彻底性，实际生产中稀土 Sm,Eu,Tm,Yb元素的收得率为90％左右，最后还原蒸馏副产物镧渣的成分为 La₂O₃和RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)混合物，其中RE₂O₃含量10wt％左右。近年来，随着稀土金属Sm,Eu,Tm,Yb在功能材料、军工尖端技术等领域的不断推广应用，未来稀土金属Sm,Eu,Tm,Yb的需求量会有较大幅度的增长，与此伴随的是镧渣La₂O₃-RE₂O₃混合物总量的不断增加。相对来说，这部分混合物较为纯净，如何高效经济地循环利用这类稀土金属生产副产物镧渣La₂O₃-RE₂O₃混合物是稀土可持续发展的迫切要求和必然选择。

La₂O₃和RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)混合物分离的研究报道很少。不同稀土元素的分离常采用湿法工艺，但需要几十级甚至几百级的串级萃取分离过程，工艺流程长，成本高；同时，大量萃取剂的使用也易造成环境危害。《Science》杂志报道了钕铁硼和钐钴永磁两者混合材料中稀土元素钐和钕分离的方法：采用盐酸溶解、铝还原及最后蒸馏氯化钕和二氯化钐的方法分离钐和钕，但真空蒸馏工艺操作相对复杂，且蒸馏温度高达1000℃，能耗高，产业化应用成本高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种工艺条件简单、能耗低、污染低、成本低的还原-氧化分离稀土混合物La₂O₃-RE₂O₃(Sm,Eu,Tm,Yb)的方法。

为此，本发明提供如下技术方案：