[发明专利]一种从硫酸法钛白废液中富集稀土稀有元素和制备白石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从硫酸法钛白废液中富集稀土稀有元素和制备白石膏的方法，属于稀土稀有湿法冶金领域和伴生资源综合利用领域。

背景技术

我国目前生产钛白的方法主要是硫酸法，其产量为250万吨，硫酸法生产钛白过程中会有大量高酸度废液产生，每生产1吨钛白粉，会生产5～7立方废液，其中含有可利用的钛、钒和稀土钪资源，其主要成分如表1所示：

表1

  成分  H₂SO₄  Fe  TiO₂  V₂O₅  Sc₂O₃  其他  含量(g/L)  ～250  30～50  4～10  0.5～1.5  (6～30)×10^-3  -

目前，工厂对该废液的处理技术一般采用浓缩法，即加热废液，使硫酸浓度增加，然后返回酸解工序。

另外，国内一般还使用石灰石或石灰中和废液。此法分两次中和，第一次在pH 2.5左右，制成低铁石膏(CaSO₄约94～97％，俗称白石膏)，可代替天然石膏用于生产各种建筑板材；第二次在pH 4.5左右中和含有大量的铁离子和少量酸的滤液及洗水，制得的石膏铁含量高，俗称红石膏，用于水泥工业；滤液继续中和至pH 6～9排放。由于生成的石膏颗粒较细，加上第二次中和时生成的氢氧化铁沉淀很容易形成胶体，因而过滤得到红石膏的过程比较困难；另外，由于在中和的过程中，石膏沉淀对稀土稀有元素沉淀的夹带严重，造成溶液中稀土稀有元素的浪费。

以上两种对钛白废液的处理方法均没有回收废液中的稀土稀有元素。2010年，我国硫酸法钛白产量140万吨左右，共产生废酸1000万m³，每年有150～200吨氧化钪和大量的钒、钛资源流失，总价值达到50～100亿元。随着钛白粉产量的快速攀升，伴生资源浪费问题正日益严重。

随着稀土资源钪原料价格的提高，国内外也有企业从硫酸法钛白废液中采用直接或二次萃取法富集提钪。