本發(fā)明涉及一種通過有機酸絡合反應鋁，利用固相多孔特性從稀土料液中吸附除鋁的方法，屬于濕法冶金、化學、材料等技術領域。

背景技術：

稀土是一種重要的戰(zhàn)略資源，在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應用。稀土礦的礦種較多，在江西、廣東、湖南、福建為主的南方擁有豐富的離子吸附型稀土礦，其主要特點是放射性元素含量低，多數(shù)屬于非放射性礦床，稀土元素配分齊全，尤其是中重稀土含量高，因而得到國內外的廣泛重視。南方各稀土礦中的稀土主要以離子態(tài)的形式吸附于粘土礦物表面，礦物的粒度、稀土品位、雜質含量等存在差異。目前離子吸附型稀土工業(yè)生產多采用硫酸銨水溶液作為浸出劑對稀土原礦進行浸出，吸附于黏土礦物表面的鋁等雜離子在浸出過程中也將被浸出，導致各稀土礦生產過程中所得到的母液中稀土的濃度，稀土配分及雜質含量也不盡相同。稀土浸出液中鋁含量不僅與稀土礦本身的性質及鋁含量有關，還與所使用的浸礦劑的濃度和ph值有關。浸出劑的濃度越高，ph值越小，浸礦劑的交換能力越強，浸出的雜質鋁的含量越高。后續(xù)生產過程中，在碳酸氫銨沉淀稀土時會發(fā)生的一系列沉淀反應，使鋁離子與碳酸稀土一起共沉淀，導致后續(xù)除鋁負擔加重。在稀土元素進行萃取分離過程中，雜質鋁的存在會與稀土發(fā)生競爭萃取，導致稀土萃取容量下降，萃取劑易發(fā)生乳化，從而致使萃取過程無法順利進行。

目前已有的稀土除鋁技術主要分為離子吸附型稀土礦浸出階段抑制鋁浸出和浸出后液除鋁兩大類。抑雜浸出技術的應用受離子吸附型稀土礦所在地的地質狀態(tài)影響較大，抑雜劑用量大導致生產成本較高。后續(xù)從稀土料液中除鋁技術如草酸鹽沉淀法、堿法、中和法、環(huán)烷酸萃取法等亦存在諸多缺陷：如草酸鹽沉淀法只適用于鋁離子含量較低的稀土溶液，同時需要消耗大量價格較為昂貴的草酸；堿法除鋁生產過程中過堿廢液將對環(huán)境造成較大的污染，且生成的氫氧化稀土會包裹氫氧化鋁，所得到沉淀體積大、難以過濾，導致稀土與鋁的分離效率低；萃取法在進行過程中需要對ph值精確控制并保持穩(wěn)定，ph值出現(xiàn)波動將出現(xiàn)乳化導致萃取過程無法順利進行，操作成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對稀土料液中稀土與鋁分離困難的問題，提供了一種有機酸絡合-固相吸附從稀土料液中除鋁的方法，該方法對設備要求低，操作簡單，可實現(xiàn)對稀土料液中鋁離子的有效去除。

本發(fā)明通過下列技術方案實現(xiàn)。

（1）采用含鋁稀土精礦的鹽酸浸出液作為原料液，所述浸出液ph≤3，以reo計，稀土濃度為20g/l～300g/l，以al2o3計，鋁濃度為0.3g/l～3.0g/l；采用檸檬酸或檸檬酸鹽作為有機螯合劑，多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭作為固相吸附材料。

（2）首先向所述浸出液中加入檸檬酸或檸檬酸鹽，調節(jié)溶液ph值為3～3.5進行絡合反應；然后加入多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭放置于恒溫振蕩床中進行吸附反應，使浸出液中檸檬酸鋁被吸附完全；吸附后的多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭采用酸溶液進行清洗后烘干，可進行循環(huán)使用。

進一步地，步驟（2）中加入的檸檬酸或檸檬酸鹽的物質量為鋁的1～2倍。

進一步地，步驟（2）中絡合反應時間為60～120min，反應溫度為20～40℃。

進一步地，步驟（2）中通過緩慢加入氨水或naoh調節(jié)溶液ph為3～3.5。

進一步地，步驟（2）加入的多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭的量為固液比1:300～500g/ml。

進一步地，步驟（2）中吸附反應時間為30～60min。

進一步地，步驟（2）中所述酸溶液為1mol/l鹽酸溶液。

本發(fā)明通過檸檬酸根與稀土料液中的鋁離子進行螯合以及氫鍵作用形成大分子，利用多孔型聚乙烯苯樹脂和活性炭的多孔特性吸附檸檬酸鋁，將鋁離子固定于吸附劑表面，實現(xiàn)從稀土料液中除鋁，該方法可以保證鋁離子去除率達到80%以上，稀土的損失率不超過5%，極大地降低了稀土料液中鋁離子的濃度，為后續(xù)制備高純稀土產品創(chuàng)造了條件。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本申請。

為了實現(xiàn)稀土料液中al3+、re3+的高效分離，本發(fā)明采用有機酸絡合-固相吸附對鋁離子進行吸附，實現(xiàn)從料液中去除鋁離子。

本發(fā)明所采用的技術方案如下。

（1）采用含鋁稀土精礦的鹽酸浸出液作為原料液，所述浸出液ph≤3，以reo計，稀土濃度為20g/l～300g/l，以al2o3計，鋁濃度為0.3g/l～3.0g/l；采用檸檬酸或檸檬酸鹽作為有機螯合劑，多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭作為固相吸附材料。

（2）首先向所述浸出液中加入檸檬酸或檸檬酸鹽進行絡合反應，調節(jié)溶液ph值為3～3.5；然后加入多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭放置于恒溫振蕩床中進行吸附反應，使浸出液中檸檬酸鋁被吸附完全；吸附后的多孔型聚乙烯苯樹脂或活性炭采用酸溶液進行清洗后烘干，可進行循環(huán)使用。

本發(fā)明以含鋁稀土精礦的鹽酸浸出液作為原料液，利用檸檬酸根與稀土料液中的鋁離子進行螯合反應，利用多孔型聚乙烯苯樹脂和活性炭的多孔特性吸附檸檬酸鋁，將鋁離子固定于吸附劑表面，實現(xiàn)從稀土料液中除鋁，該方法可以保證鋁離子去除率達到80%以上，稀土的損失率不超過5%，極大地降低了稀土料液中鋁離子的濃度，為后續(xù)制備高純稀土產品創(chuàng)造了條件。

與現(xiàn)有其他技術相比，現(xiàn)有方法對設備要求低，易于操作，避免了氫氧化鋁絮狀沉淀難以過濾的問題，并且現(xiàn)有吸附材料可循環(huán)使用，降低了生產成本。本發(fā)明為從稀土料液中除鋁提供了極為有效且經濟實用的途徑。

以下為本發(fā)明部分具體實施例，這些實施例的給出是對本發(fā)明的進一步詳細說明，而不意味著對本發(fā)明的限制。

對比實施例1

(1)稀土精礦鹽酸浸出液：鋁含量0.96g/l（以al2o3計）、稀土含量92g/l（以reo計），溶液ph=1.5。

(2)移取100ml浸出液加入300ml錐形瓶后放入帶磁力攪拌恒溫水浴鍋中，稱取8.48g檸檬酸鈉加入錐形瓶中，在20℃下恒溫攪拌反應60min，然后加入10%naoh溶液緩慢調節(jié)稀土溶液ph=3.0。

(3)將0.28g活性炭加入溶液中，恒溫振蕩反應45min，然后過濾，吸附后的溶液中鋁含量0.115g/l，鋁的去除率88%，稀土損失為12.7%。

對比實施例2

(1)稀土精礦鹽酸浸出液：鋁含量0.944g/l（以al2o3計）、稀土含量84g/l（以reo計），溶液ph=1.5。

(2)移取100ml浸出液加入300ml錐形瓶后放入帶磁力攪拌恒溫水浴鍋中，稱取1.376g檸檬酸加入錐形瓶中，在50℃下恒溫攪拌反應60min，然后加入氨水緩慢調節(jié)稀土溶液ph=3.0。

(3)將0.38g多孔型聚乙烯苯樹脂加入溶液中，恒溫振蕩反應45min，然后過濾，吸附后的溶液中鋁含量0.44g/l，鋁的去除率52%，稀土損失為3.6%。

實施例1

(1)稀土精礦鹽酸浸出液：鋁含量0.96g/l（以al2o3計）、稀土含量92g/l（以reo計），溶液ph=1.5。

(2)移取100ml浸出液加入300ml錐形瓶后放入帶磁力攪拌恒溫水浴鍋中，稱取5.5291g檸檬酸鈉加入錐形瓶中，在20℃下恒溫攪拌反應60min，然后加入10%naoh溶液緩慢調節(jié)稀土溶液ph=3.0。

(3)將0.2g活性炭加入溶液中，恒溫振蕩反應30min，然后過濾，吸附后的溶液中鋁含量0.13g/l，鋁的去除率85%，稀土損失為4.7%。

實施例2

(1)稀土精礦鹽酸浸出液：鋁含量1.68g/l（以al2o3計）、稀土含量78g/l（以reo計），溶液ph=1.5。

(2)移取100ml浸出液加入300ml錐形瓶后放入帶磁力攪拌恒溫水浴鍋中，稱取4.5628g檸檬酸加入錐形瓶中，在30℃下恒溫攪拌反應90min，加入氨水緩慢調節(jié)稀土溶液ph=3.5。

(3)將0.35g多孔型聚乙烯苯樹脂加入溶液中，恒溫振蕩反應45min，然后過濾，吸附后的溶液中鋁含量0.16g/l，鋁的去除率90%，稀土損失為4.9%。

實施例3

(1)稀土精礦鹽酸浸出液：鋁含量1.178g/l（以al2o3計）、稀土含量100g/l（以reo計），溶液ph=2.0。

(2)移取100ml浸出液加入300ml錐形瓶后放入帶磁力攪拌恒溫水浴鍋中，稱取15.18g檸檬酸二鈉加入錐形瓶中，在40℃下恒溫攪拌反應120min，加入氨水緩慢調節(jié)稀土溶液ph=3.5。

(3)將0.3g活性炭加入溶液中，恒溫振蕩反應60min，然后過濾，吸附后的溶液中鋁含量0.24g/l，鋁的去除率80%，稀土損失為3.6%。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明公開了一種有機酸絡合?固相吸附從稀土料液中除鋁的方法，具體為利用檸檬酸根與稀土料液中的鋁離子進行螯合反應，利用多孔型聚乙烯苯樹脂和活性炭的多孔特性吸附檸檬酸鋁，將鋁離子固定于吸附劑表面，實現(xiàn)從稀土料液中除鋁。該方法可以保證鋁離子去除率達到80%以上，稀土的損失率不超過5%。與現(xiàn)有其他技術相比，現(xiàn)有方法對設備要求低，易于操作，避免了氫氧化鋁絮狀沉淀難以過濾的問題，并且現(xiàn)有吸附材料可循環(huán)使用，降低了生產成本。本發(fā)明為從稀土料液中除鋁提供了極為有效且經濟實用的途徑。

技術研發(fā)人員：李金輝;徐志峰

受保護的技術使用者：江西理工大學

技術研發(fā)日：2018.10.10

技術公布日：2019.01.11