[发明专利]循环利用草酸提取稀土的工艺

说明书

本发明涉及一种湿法冶金领域中提取稀土的工艺，尤其是循环利用草酸从离子型稀土矿中提取稀土的工艺。

目前，从离子型稀土矿中提取稀土大都利用盐类强电解质与稀土原矿中的稀土进行离子交换反应得到含稀土的料液，然后用草酸作为稀土的沉淀剂，它与稀土形成不溶性的稀土草酸盐从溶液中分离出来，最后在高温下灼烧除去草酸物质得到稀土氧化物产品[中国稀土学会《稀土》83.3]。该工艺具有产品纯度高，工艺简单易掌握、沉淀物易分离等优点，存在的问题是草酸用量较多，每生产1吨稀土氧化物产品需耗去2吨左右草酸，用于草酸的费用占生产中原料成本的60%左右。

为了降低稀土生产中的草酸用量问题，有人曾采用通过降低料液中的杂质，减少草酸与杂质形成络合物，从而降低草酸损失的方法，也有人采用通过提高浸矿剂浓度使料液中的稀土浓度提高，从而减少草酸在余液中的残存损失量的方法[中国稀土学会《稀土》88.4]。但上述方法的目的只是减少溶液中可溶性草酸量（约占草酸总量25%左右），而对于形成了稀土草酸盐的那部分草酸（占草酸总量的75%左右）在目前的提取稀土工艺中仍在高温下费弃。

苏联专利783298号中公开了一种用50～60%浓度的硝酸与稀土草酸盐反应回收草酸，用作肥料生产的方法，硝酸用量为稀土量的4.6～8.6倍，工艺复杂，设备要求高，难以用于现行的提取稀土工艺之中。

日本专利JP-昭60-103026公开了一种循环利用草酸盐提取稀土的工艺，是采用碱处理稀土草酸盐而形成氢氧化稀土和草酸盐溶液，草酸盐溶液循环到下一工序中，并补充草酸，但该方法在碱与稀土草酸盐进行交换反应中，碱金属元素会与稀土草酸盐形成难溶复盐而结晶下来，使最终的稀土氧化物产品质量大为降低，要保证产品的质量必须再增加工序才能实现，即将产品用水洗除去碱金属物质后分离出固体再灼烧产品。

美国专利4018875公开了一种由金属草酸盐中回收草酸铵的方法，该方法是通过金属草酸盐与CO₂和氨水或氢氧化铵在流体介质中反应而生成草酸铵以及相应的金属碳酸盐，该方法需配有专用设备，成本较高。

本发明的目的在于克服上述提取稀土工艺中存在的草酸耗量大的缺点，提供一种工艺设备简单，成本低，可循环利用草酸从离子型稀土矿中提取稀土的工艺。

本发明的任务是通地下方式实现的：循环利用草酸提取稀土的工艺包括稀土浸出、草酸沉淀、固液粗分离、草酸回收、固液分离、灼烧工序组成，在固液分离后还设有草酸利用工序。

稀土浸出工序是利用盐类强电解质（如5～7%的NaCl、1～4%的（NH₄）₂SO₄或NH₄Cl等）作为交换剂，将稀土从离子型稀土矿中浸出，液∶固＝0.5～0.8∶1。

草酸沉淀工序是利用浓度为1～5%，PH值1～4的草酸溶液沉淀浸出液中的稀土，草酸∶RE₂O₃＝1∶1.6～2.2（重量），得到稀土草酸盐沉淀和含部分交换剂的溶液。

固液粗分离工序是将稀土草酸盐沉淀和含部分交换剂的溶液用常规方法进行粗分离，将得到的含部分交换剂的溶液进行处理（PH＝4.5～5.0），补加交换剂后循环用于下一次的稀土浸出工序中。

草酸回收工序是将分离出的稀土草酸盐物质与一种或几种可溶性无机碳酸盐进行交换反应。

在本发明中使用的可溶性无机碳酸盐为碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠和碳酸钠。

在草酸回收工序中，将稀土草酸盐物质与可溶性无机碳酸盐按1∶0.2～4.0的重量比反应，使液∶固＝5～40∶1，搅拌5～60分钟，即得到含草酸盐物质的溶液以及含稀土碳酸盐和未反应完全的稀土草酸盐的混合沉淀物。

固液分离工序是将草酸回收工序中得到的溶液和沉淀物用常规方法分离。

草酸利用工序是将上述分离得到的含草酸盐物质的溶液按常规方法（用硫酸或盐酸）酸化，使PH＜4，补加适量草酸后用于下一循环的草酸沉淀工序中。

灼烧工序是将固液分离工序中得到的含稀土碳酸盐和未反应完全的稀土草酸盐的混合沉淀物经水洗、干燥后在800～850℃的高温下灼烧30～60分钟，即得到含RE₂O₃92%以上的稀土氧化物产品。

本发明中的回收草酸的工序也可单独用于从稀土草酸盐中回收草酸物质，只要将得到的含草酸盐物质的溶液进行浓缩结晶，即可获得相应的草酸盐物质。

本发明的工艺实施不需专门的设备和装置，除灼烧工序外，其余均在常温常压下进行。