[发明专利]一种从稀土废水池沉淀渣中提取稀土的方法

说明书

本发明公开了一种从稀土废水池沉淀渣中回收稀土的方法，主要步骤为：首先将稀土废水池沉淀渣进行预焙烧处理，然后采用矿物酸浸出焙烧产物得到含稀土的浸出液，依次往浸出液中加入硫酸铵和草酸，使稀土以固相沉淀的形式与可溶性的杂质分离。本发明工艺简单，便于操作，成本低廉，解决了溶液中稀土和钙共存情况下难以完全分离的问题，能高效回收稀土废水池沉淀渣中的稀土，实现稀土与钙、铝、铁的分离，稀土回收率达到99%以上，回收的稀土氧化物可返回稀土冶炼厂生产主流程。

技术领域

本发明涉及工业废渣处理技术领域，具体而言，涉及一种从稀土废水池沉淀渣中回收稀土的方法。

背景技术

稀土是一种不可再生的重要战略资源，其消耗量日趋增加，在稀土冶炼生产过程中产生大量废水，冶炼企业通常需配备专门的废水池收集。废水中的阴阳离子种类较多，且易结合产生沉淀，日积月累废水池中将堆积大量的固体沉淀渣。渣中稀土含量可达30%左右，还伴有钙、铁、铝等金属。如不及时有效处理不仅会造成宝贵稀土资源的浪费，而且如果将这些沉淀渣随便堆弃，会对环境产生很大的影响，造成土壤和水污染。

目前稀土废水池沉淀渣的处理主要采用先酸浸，后纯化富集的方案。从浸出液中纯化富集稀土的方法主要有中和水解沉淀法、草酸沉淀法、萃取法等。沉淀法较为简单，通常通过调节 pH，使稀土以氢氧化稀土沉淀析出而与水分离，然而在 pH 控制不当时杂质金属离子如Ca2+、Al3+、Fe3+等也会生成氢氧化物共沉淀；且形成的沉淀颗粒较细小，甚至呈胶态，导致沉淀富集困难。采用草酸沉淀稀土时，由于草酸铝、草酸铁的溶解度远远大于草酸稀土，可实现稀土与铁、铝的分离，但溶液中的钙离子也易与草酸反应形成沉淀，不利于稀土和钙的分离。萃取法富集倍数大，效率高，能够实现多级串联和自动连续化操作，但钙、铁、铁杂质含量超标时易造成有机相乳化、萃取体系分相困难，采用特殊手段反萃后，反萃液杂质离子含量仍难达标。研究表明，稀土废水池沉淀渣中稀土主要以草酸盐和碳酸盐的形式存在；且沉淀渣颗粒微小并密实堆积，这导致酸浸出非常困难。因此，浸出液中钙、铁、铝和稀土高效分离是稀土废水沉淀渣处理的关键难题。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种从稀土废水池沉淀渣中回收稀土的方法。具体包括以下步骤。

（1）将稀土废水池沉淀渣在800~900℃下预焙烧1~3h，得到焙烧产物，所述稀土废水沉淀渣含15~35wt.%稀土盐、10~25 wt.%钙盐、0.5 ~ 1.5wt.% 铁盐和铝盐，以上含量均以氧化物计。

（2）将所述焙烧产物研磨至-150μm~+74μm后进行水溶、过滤和烘干。

（3）烘干后的焙烧产物按照2：1~10：1mL/g的液固比加入矿物酸进行浸出，过滤后得到含稀土的浸出液，所述矿物酸为硫酸、盐酸、硝酸中的至少一种，矿物酸浓度为1~6mol/L。

（4）往所述含稀土的浸出液中加入硫酸铵固体，控制浸出液中硫酸铵的浓度为30~100g/L，搅拌至硫酸铵全部溶解后，停止搅拌，再加入草酸溶液，草酸加入量为沉淀稀土所需理论量的1~2倍，调节溶液pH值为1.5~2，静置4~8h后过滤得到滤渣。

（5）将所述滤渣在900~1500℃下灼烧，得到稀土氧化物。

进一步地，步骤（3）中所述含稀土的浸出液中稀土浓度为1.13 g/L~30.10 g/L。

进一步地，步骤（4）中反应温度为30~90℃。

进一步地， 步骤（4）中所述草酸溶液的浓度为1.2~2.5g/L。

进一步地，步骤（4）中采用氨水和盐酸调节溶液pH值。