權(quán)利要求

1.從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，包括： （1）將硫酸銨原地浸礦所得的礦山浸出液通過添加過量碳酸鹽和/或碳酸氫鹽調(diào)整溶液pH至偏堿性，使溶液中的稀土離子和Al 3+完全沉淀； （2）所得沉淀與NaOH或NaOH與Na 2CO 3的混合物混勻焙燒，將含鋁雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉； （3）焙燒后的渣樣置于水溶液或稀的鋁酸鈉溶液中攪拌浸出，偏鋁酸鈉溶于水進入溶液，剩余渣相即為稀土氧化物。2.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（1）的溶液pH值控制在7~11。 3.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，添加的堿與沉淀中Al 2O 3的摩爾比為1.2:1~3:1，其中，添加的堿以Na 2O計。 4.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，焙燒溫度范圍為200~700℃，焙燒時間為30min~4h。 5.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，稀的鋁酸鈉溶液的堿濃度＜50g/L，所述堿濃度是以Na 2O計；苛性分子比≥2，苛性分子比是指鋁酸鈉溶液中氧化鈉和氧化鋁的摩爾比。 6.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，浸出的液固比為2~10，液固比是指100mL溶液的體積與加入的固體的質(zhì)量之比，單位為mL/g。 7.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，浸出溫度為40~90℃，攪拌時間為30min~3h，攪拌速率為50~900 r/min。 8.如權(quán)利要求1所述的從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，其特征在于，所述步驟（3）得到的浸出液通過晶種分解得到Al(OH) 3，回收Al(OH) 3之后的除鋁浸出液返回步驟（3）浸出焙燒渣樣。

說明書

從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法。

背景技術(shù)

離子型稀土礦中富含的中重稀土元素，因其優(yōu)異的光、電、磁等特性，被廣泛應用于國防軍工、新型材料、航空航天等領(lǐng)域，是我國的戰(zhàn)略性資源。

目前，采用原地浸礦技術(shù)處理離子型稀土礦所得浸出液中，稀土（以REO計）含量可達1g/L以上，而同時Al 3+濃度也達到約0.5g/L左右，在稀土的沉淀富集過程中，由于稀土和鋁的沉淀pH接近，會導致稀土沉淀中含鋁雜質(zhì)含量超標，進一步導致萃取容量降低，乳化現(xiàn)象嚴重，嚴重影響稀土的萃取分離效率。

現(xiàn)有的除鋁技術(shù)主要有萃取除鋁、中和沉淀除鋁等。其中萃取法多是利用環(huán)烷酸作為萃取劑來進行除鋁，但存在流程長或除鋁不徹底的問題。中和沉淀除鋁是利用Al(OH) 3和氫氧化稀土（RE(OH) 3）沉淀pH值的差異，通過分步沉淀，來提純稀土，但由于稀土元素種類多，在沉淀Al(OH) 3的同時往往也會導致一部分稀土沉淀，導致稀土損失較大，稀土損失率為可達5%，甚至更多。此外，為了避免稀土和鋁的損失，往往不會將溶液pH調(diào)得過高，然而這卻導致溶液中的鋁離子難以完全脫除。因此，中和沉淀除鋁的方法存在稀土損失大，除鋁不完全的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，旨在解決現(xiàn)有離子型稀土礦山浸出液除鋁過程中稀土損失大、鋁殘留量高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種從離子型稀土礦山浸出液中分離稀土和鋁的方法，包括：

（1）將硫酸銨原地浸礦所得的礦山浸出液通過添加過量碳酸鹽和/或碳酸氫鹽調(diào)整溶液pH至偏堿性，使溶液中的稀土離子和Al 3+完全沉淀；

（2）所得沉淀與NaOH或NaOH與Na 2CO 3的混合物混勻焙燒，將含鋁雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉；

（3）焙燒后的渣樣置于水溶液或稀的鋁酸鈉溶液中攪拌浸出，偏鋁酸鈉溶于水進入溶液，剩余渣相即為稀土氧化物。

優(yōu)選地，所述步驟（1）的溶液pH值控制在7~11。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中，添加的堿與沉淀中Al 2O 3的摩爾比為1.2:1~3:1，其中，添加的堿以Na 2O計。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中，焙燒溫度范圍為200~700℃，焙燒時間為30min~4h。

優(yōu)選地，所述步驟（3）中，稀的鋁酸鈉溶液的堿濃度＜50g/L，所述堿濃度是以Na 2O計；苛性分子比≥2，苛性分子比是指鋁酸鈉溶液中氧化鈉和氧化鋁的摩爾比。

優(yōu)選地，所述步驟（3）中，浸出的液固比為2~10，液固比是指100mL溶液的體積與加入的固體的質(zhì)量之比，單位為mL/g。

優(yōu)選地，所述步驟（3）中，浸出溫度為40~90℃，攪拌時間為30min~3h，攪拌速率為50~900 r/min。

優(yōu)選地，所述步驟（3）得到的浸出液通過晶種分解得到Al(OH) 3，回收Al(OH) 3之后的除鋁浸出液返回步驟（3）浸出焙燒渣樣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1）流程短、稀土損失小、除鋁效果好；

2）將稀土礦山浸出液pH調(diào)整至偏堿性，可使溶液中的稀土和鋁完全沉淀，提高稀土的回收率；

3）通過添加NaOH或NaOH與Na 2CO 3的混合物焙燒，可促進含鋁雜質(zhì)物相定向轉(zhuǎn)化偏鋁酸鈉，后續(xù)用水溶液或稀的鋁酸鈉溶液浸出除鋁，操作簡單，亦可提高除鋁率和系統(tǒng)中水的利用率；

4）除鋁后的溶液可進一步通過晶種分解得到氫氧化鋁產(chǎn)品，實現(xiàn)雜質(zhì)鋁的回收利用，同時晶種分解后的溶液可返回循環(huán)浸出除鋁。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細說明。

實施例1

離子型稀土礦山浸出液中稀土和鋁的質(zhì)量濃度分別為1.94g/L和0.68g/L，取50L礦山浸出液，加入碳酸氫銨調(diào)整溶液pH至7.5，有沉淀生成，靜置一定時間后過濾洗滌可得濾渣S1。濾渣S1與NaOH混合，NaOH的添加量（以Na 2O計）與渣中Al 2O 3的摩爾比為1.5:1，混合均勻后置于400℃馬弗爐中焙燒，焙燒時間為1.5h，可得焙燒渣S2。焙燒渣S2置于水溶液中浸出，浸出過程的液固比為5，溫度為60℃，攪拌時間為2h，攪拌速率為200 r/min。反應后過濾洗滌可得濾渣S3和濾液L1。過程中稀土的回收率為95.8%，鋁的脫除率為96.8%。濾渣S3烘干后的氧化稀土質(zhì)量百分比為93.8%，雜質(zhì)Al 2O 3的質(zhì)量百分比低于0.5%，符合離子型稀土礦混合稀土氧化物國家標準（GB/T 20169-2006）的要求。

實施例2

離子型稀土礦山浸出液中稀土和鋁的質(zhì)量濃度分別為1.52g/L和0.36g/L，取50L礦山浸出液，加入碳酸氫銨調(diào)整溶液pH至9.0，有沉淀生成，靜置一定時間后過濾洗滌可得濾渣S1。濾渣S1與NaOH和Na 2CO 3混合，NaOH與Na 2CO 3的摩爾比為5，堿的添加量（以Na 2O計）與渣中Al 2O 3的摩爾比為1.8:1，混合均勻后置于500℃馬弗爐中焙燒，焙燒時間為40min，可得焙燒渣S2。焙燒渣S2置于水溶液中浸出，浸出過程的液固比為4，溫度為80℃，攪拌時間為1.5h，攪拌速率為300 r/min。反應后過濾洗滌可得濾渣S3和濾液L1。過程中稀土的回收率為97.2%，鋁的脫除率為97.9%。濾渣S3烘干后的氧化稀土質(zhì)量百分比為95.2%，雜質(zhì)Al 2O 3的質(zhì)量百分比低于0.5%，符合離子型稀土礦混合稀土氧化物國家標準（GB/T 20169-2006）的要求。

實施例3

離子型稀土礦山浸出液中稀土和鋁的質(zhì)量濃度分別為1.12g/L和0.49g/L，取50L礦山浸出液，加入碳酸氫銨調(diào)整溶液pH至10.5，有沉淀生成，靜置一定時間后過濾洗滌可得濾渣S1。濾渣S1與NaOH混合，NaOH的添加量（以Na 2O計）與渣中Al 2O 3的摩爾比為2.1:1，混合均勻后置于600℃馬弗爐中焙燒，焙燒時間為30min，可得焙燒渣S2。焙燒渣S2置于水溶液中浸出，浸出過程的液固比為3，溫度為90℃，攪拌時間為1h，攪拌速率為250 r/min。反應后過濾洗滌可得濾渣S3和濾液L1。過程中稀土的回收率為98.5%，鋁的脫除率為97.9%。濾渣S3烘干后的氧化稀土質(zhì)量百分比為96.3%，雜質(zhì)Al 2O 3的質(zhì)量百分比低于0.5%，符合離子型稀土礦混合稀土氧化物國家標準（GB/T 20169-2006）的要求。

實施例4

離子型稀土礦山浸出液中稀土和鋁的質(zhì)量濃度分別為1.52g/L和0.36g/L，取50L礦山浸出液，加入碳酸氫銨調(diào)整溶液pH至10，有沉淀生成，靜置一定時間后過濾洗滌可得濾渣S1。濾渣S1與NaOH混合，NaOH的添加量（以Na 2O計）與渣中Al 2O 3的摩爾比為2.1:1，混合均勻后置于600℃馬弗爐中焙燒，焙燒時間為30min，可得焙燒渣S2。焙燒渣S2置于鋁酸鈉溶液中浸出，鋁酸鈉溶液的堿濃度為36.8g/L，苛性分子比為3.5，浸出過程的液固比為5，溫度為90℃，攪拌時間為1.5h，攪拌速率為300 r/min。反應后過濾洗滌可得濾渣S3和濾液L1。過程中稀土的回收率為98.2%，鋁的脫除率為97.5%。濾渣S3烘干后的氧化稀土質(zhì)量百分比為96.6%，雜質(zhì)Al 2O 3的質(zhì)量百分比低于0.5%，符合離子型稀土礦混合稀土氧化物國家標準（GB/T 20169-2006）的要求。

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