[发明专利]一种络合-离子交换协同作用从稀土料液中吸附除铝的方法

说明书

本发明公开了一种络合‑离子交换协同作用从稀土料液中吸附除铝的方法，通过采用水杨酸衍生物作为有机配体对稀土溶液进行处理，随后采用D290型阴离子交换树脂对铝离子与有机配体反应生成的络合阴离子进行吸附，实现从料液中去除铝离子。通过对有机配体的用量、反应温度、溶液的pH值、稀土料液通过树脂柱的流速的控制可以实现稀土料液中铝离子的去除率达70%以上，而稀土的损失不超过5%。与现有的技术相比，络合‑离子交换协同作用从稀土料液中吸附除铝的方法对设备要求低，操作简单，无需萃取法要进行多级萃取从而需大量厂房面积，同时避免了氢氧化铝絮状沉淀难以过滤且夹带严重的问题，并且所用D290型阴离子交换树脂可循环使用，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种络合-离子交换协同作用从稀土料液中吸附除铝的方法，属于湿法冶金、化学、材料等技术领域。

背景技术

现今是信息化时代，各种电子产品种类繁多，市场巨大，而这些现代化的工业产品都离不开稀土，随着技术的发展，稀土在现代工业中的地位将越来越重要。离子吸附型稀土矿是一种较为特殊的稀土矿种，又称为风化壳淋积型稀土矿，该矿种最早于1969年在江西省被发现大量存在。其中赣南地区的离子吸附型稀土矿床不仅数量多、储量大，而且还拥有稀土元素品种齐全即大、中、重、轻稀土配分齐全等优势，素有“稀土王国”之称。目前离子吸附型稀土工业生产多采用硫酸铵水溶液作为浸出剂对稀土原矿进行浸出，但吸附于黏土矿物表面的铝等杂离子在浸出过程中也将被浸出，导致稀土元素进行萃取分离过程中铝与稀土发生萃取竞争，稀土萃取容量下降，且容易导致萃取剂发生乳化，从而致使萃取过程无法顺利进行。

目前已有的稀土除铝技术可主要分为两大类：(1)通过在离子吸附型稀土矿浸出阶段加入杂质抑制剂，实现在浸出稀土离子的同时抑制杂离子铝的浸出，从而减少所得稀土浸出液中铝离子的含量。(2)对所得稀土浸出液中铝离子进行去除，该类除铝的方法可细分为环烷酸萃取法、草酸盐沉淀法、碱法、中和法。然而已有的稀土除铝技术都存在一定的缺陷：抑杂浸出技术的应用受离子吸附型稀土矿所在地的地质状态影响较大，且抑杂剂用量较大，生产成本较高。草酸盐沉淀法、碱法、中和法、环烷酸萃取法等从稀土料液中除铝技术亦存在诸多缺陷：如草酸盐沉淀法只适用于铝离子含量较低的稀土溶液，同时需要消耗大量价格较为昂贵的草酸，且过量的草酸直接排放将对环境造成较大的破坏；碱法除铝生产过程中将消耗大量的碱进而增加生产成本，过碱废液将对环境造成较大的污染，且生成的氢氧化稀土会包裹氢氧化铝，导致稀土与铝的分离效率低；中和法除铝技术由于氢氧化稀土溶度积较小，采用中和法将导致稀土损失率高，且生成的氢氧化铝为白色絮状沉淀，所得到沉淀体积大、难以过滤；萃取法在进行过程中需要对pH值精确控制并保持稳定，pH值出现波动将出现乳化导致萃取过程无法顺利进行，操作成本高。

发明内容

本发明针对稀土料液中稀土与铝分离困难的问题，提供了一种络合-离子交换协同作用从稀土料液中吸附除铝的方法，该方法对设备要求低，操作简单，成本低，无污染，可以有效从稀土料液中去除铝离子。

本发明通过下列技术方案实现。

（1）采用含铝稀土精矿的盐酸浸出液作为原料液，所述浸出液pH≤3，以REO计，稀土浓度为20 g/L～100 g/L，以Al₂O₃计，铝浓度为 0 .2 g/L～1 g/L；采用有机配体与铝离子形成络合阴离子，采用阴离子交换树脂作为固体吸附材料。

（2）在恒温搅拌下向所述浸出液中缓慢加入有机配体，加料结束后调节溶液pH值为4～4.5，反应5 min～30 min，使浸出液中铝离子与有机配体反应完全。

（3）将阴离子交换树脂采用湿法装柱，控制流速使浸出液通过预装好阴离子交换树脂的树脂柱，进行吸附后实现除铝；吸附后的阴离子交换树脂采用酸溶液进行洗脱，可进行循环使用。

进一步地，步骤（1）中所述有机配体为水杨酸衍生物。