随着当今科学技术的高速发展,享有工业“黄金”之称的稀土,因其具有优良的光电磁等物理特性,作为战略资源已广泛应用于新材料、化工、国防科技、能源、航空航天等领域。
稀土矿物主要有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和离子吸附型稀土矿等。针对磷矿中稀土含量低及其赋存状态特殊的特点,已经开展了许多种回收工艺研究。世界磷矿资源储量大,常伴生微量稀土。目前回收磷矿中稀土的方法包括以下工艺:
(1)采用盐酸、硝酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺,95%以上的稀土进入溶液中,在采用溶剂萃取、离子交换、沉淀结晶等方式回收稀土;
(2)采用硫酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺,稀土分别进入溶液和磷石膏中,再采用硫酸浸取磷石膏使稀土进入溶液,溶液中的稀土可采用溶剂萃取、离子交换、沉淀结晶等方式回收稀土;
(3)磷酸处理磷矿工艺,将含稀土的磷矿与磷酸溶液混合进行反应,85%以上的稀土进入渣中,再采用盐酸、硝酸、或硫酸溶解回收渣中的稀土,但渣中的稀土品位很低,杂质磷、钙、镁等含量高,稀土回收率低;
(4)采用高氯酸处理磷矿工艺,大部分稀土进入渣中,再用盐酸、硝酸等回收渣中的稀土,渣中钙、镁、铝、铁等杂质较多,对稀土进一步回收有难度;
用磷酸三丁酯(tbp)作为萃取剂,煤油为稀释剂,h+浓度为2mol/l,萃取剂的浓度为0.4mol/l,对磷矿低浓度的稀土元素进行萃取,对于相比为1:1,水相为硝酸浸滤液,可萃取60%的稀土离子,但对钙铁等杂质也发生萃取。综上可知,磷矿酸浸液质中tbp萃取剂不能高效的萃取稀土元素。因此针对磷矿浸出液,稀土含量低、杂质多等特点,今天,给大家介绍一种在磷矿硝酸浸出液体系中直接高效提取回收稀土的方法,实现对含低浓度稀土提取回收的技术,提供了一种用丙二酰胺类萃取剂,高效提取稀土,其工艺流程主要为:
1、对酸解后的磷矿,固液分离,得到磷矿的浸出液;
2、对浸出液冷冻、离心,除去溶液中的钙、镁、铁等杂质;
3、将离心后的溶液与萃取剂混合搅拌,采用三级萃取,提取稀土元素;
4、将萃取后的有机相反萃,得到含有稀土离子的水溶液;
5、将得到的水相加草酸沉淀、灼烧,得到纯度较高的稀土氧化物。
图:郑州天一萃取稀土矿萃取生产线现场
与已有的方案技术相比,该方法对稀土离子的萃取效果好而且对其他杂质离子几乎不萃,能够较好的分离稀土离子与杂质,得到高纯度的稀土;磷酸的存在促进了稀土的萃取,但不干扰萃取。可实现一次性对所有稀土的回收,回收率可达到98%以上;萃取体系很容易反萃,稀土离子的反萃率在99%以上,有较高的收率。本发明方法提取回收稀土操作简单、效率高、环保。