[发明专利]一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法

说明书

本发明公开了一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法，将稀土熔盐电解渣和锂源混合均匀得混合物；所得混合物依次进行一段真空焙烧、二段真空蒸馏，得到高纯氟化锂。本发明基于氟化锂的熔沸点比氟化稀土低，氟化锂蒸气压比氟化稀土大的特性，首先通过一段真空焙烧转化，将渣中不易挥发的氟化稀土转化为易挥发的氟化锂，再通过二段真空蒸馏工艺，以氟化锂形式回收氟资源，可有效降低真空蒸馏温度、蒸馏时间及蒸馏能耗，且可实现渣中氟与稀土的清洁分离，进一步提升氟及稀土的综合回收率，实现了稀土熔盐电解渣中稀土、锂、氟资源的绿色高值综合回收利用，稀土及氟元素综合回收率最高能达到99％以上。

技术领域

本发明属于稀土熔盐电解渣资源循环再利用领域，具体涉及一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法。

背景技术

稀土金属广泛应用于冶金、石油化工、机械、电子、新能源、军工、农业等领域，特别是随着稀土储氢气合金及钕铁硼永磁材料行业的快速发展，对稀土金属及合金的需求量越来越大。目前，镧、铈、镨、钕、镨钕、镝铁等稀土金属及其合金的制备都是采用氟化物体系熔盐电解工艺。然而，在生产过程中，由于周期性金属出炉、更换阳极、电解槽大修等操作以及漏炉等异常原因，会产生大量的稀土熔盐电解渣。这些熔盐渣中稀土含量在10％-80％之间，成分复杂，主要以氟化稀土、氟氧稀土、氟化锂、石墨、氟化钙、氧化铁、氧化铝、氧化硅等形式存在，属于难处理难回收的稀土二次资源。因此，从稀土熔盐电解渣中回收有价元素，对提高稀土资源综合利用率及稀土行业绿色可持续发展具有重要的意义。

目前，处理稀土熔盐电解渣的现有工艺主要以括浓硫酸焙烧法和碱转法为主。浓硫酸焙烧法不仅能耗高、成本高，且产生大量的HF等有害气体，易腐蚀设备和对环境造成污染，难以达到环保要求。碱转法主要包括氢氧化钙焙烧法、氢氧化钠焙烧法、碳酸钠焙烧法、硅酸钠焙烧法、负压加热碱分解法等处理工艺，但这些方法存在工艺流程长、氟化稀土转化不完全、能耗高等缺点，且处理过程中会产生大量的含氟废水，对环境有一定的影响。

基于此，本公司提供了一种从氟盐体系稀土电解熔盐渣分离回收电解质组分的方法(CN110344086A)，先将稀土电解熔盐渣进行破碎，破碎后的稀土电解熔盐渣再进行真空蒸馏，真空蒸馏结束后收集氟化物电解质，直接返回稀土电解工序。但是因受氟化稀土的熔沸点高和不易挥发特性影响，需要较高的蒸馏温度和较苛刻的真空蒸馏条件，存在真空蒸馏能耗高及脱氟不彻底问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法，基于氟化锂的熔沸点比氟化稀土低，氟化锂蒸气压比氟化稀土大的特性，首先通过一段真空焙烧转化，将渣中不易挥发的氟化稀土转化为易挥发的氟化锂，再通过二段真空蒸馏工艺，以氟化锂形式回收氟资源，可有效降低真空蒸馏温度、蒸馏时间及蒸馏能耗，且可实现渣中氟与稀土的清洁分离，进一步提升氟及稀土的综合回收率，实现了稀土熔盐电解渣中稀土、锂、氟资源的绿色高值综合回收利用，稀土及氟元素综合回收率最高能达到99％以上。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法，将稀土熔盐电解渣和锂源混合均匀得混合物；所得混合物依次进行一段真空焙烧、二段真空蒸馏，得到高纯氟化锂。

作为优选，所述稀土熔盐电解渣中的氟化稀土与锂源的摩尔比至少为1:3，进一步优选为1:3～1:4.5。

作为优选，所述锂源为工业单水氢氧化锂。

作为优选，所述一段真空焙烧的条件：温度为100℃～600℃，时间为0.5h～4h，真空度为1Pa～50Pa；进一步优选的条件为：温度为400℃～600℃，时间为0.5h～2h，真空度为1Pa～10Pa。

作为优选，所述二段真空蒸馏的条件：温度为700℃～950℃，时间为0.5h～4h，真空度为1Pa～100Pa；进一步优选的条件为：温度为800℃～900℃，时间为0.5h～2h，真空度为30Pa～50Pa。