本發(fā)明涉及一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，屬于工業(yè)廢渣處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈣熱還原工藝是生產(chǎn)稀土金屬的常用方法。對(duì)于高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)中重型稀土金屬（如Tb、Dy、Ho、Er和Y等）的生產(chǎn)，常采用金屬鈣為還原劑，原料主要為稀土氟化物，由此產(chǎn)生的還原爐渣主要成分為CaF2，且其中含有5%～8%的稀土（REO計(jì)），主要以稀土氧化物和稀土氟化物的形式存在于渣中。企業(yè)常將這些還原爐渣進(jìn)行堆砌處理，對(duì)寶貴的中重型稀土資源造成了嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，開展從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的研究，即能提高寶貴中重型稀土資源的利用率，也能實(shí)現(xiàn)稀土資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

關(guān)于從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的研究，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道較少。陳冬英等（陳冬英,歐陽(yáng)紅,盧能迪. 真空鈣熱還原爐渣的綜合利用研究[J]. 江西有色金屬,2004,03:27-30.）對(duì)含稀土5%～7%的鈣熱還原稀土冶煉渣采用混合酸浸出處理，其稀土回收率僅為65.41%，酸浸渣中仍含有2.28%左右的稀土，該稀土主要以氟化物形式存在，難以被酸直接浸出。如果能提取渣中以氟化物形式存在的稀土，將大大提高從鈣熱還原稀土冶煉渣中稀土的提取率。

因此有必要設(shè)計(jì)一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，以克服上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，包括以下步驟：步驟一：將鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉均勻混合，得到混合物；步驟二：將上述混合物于高溫爐中進(jìn)行焙燒，得到焙燒產(chǎn)物；步驟三：將焙燒產(chǎn)物磨細(xì)后依次進(jìn)行水浸、過(guò)濾、水洗和烘干；步驟四：收集上述水浸液和水洗液，采用蒸發(fā)結(jié)晶法回收碳酸鈉；步驟五：水洗烘干后的固體產(chǎn)物用鹽酸浸出，最終得到含有稀土的料液，即完成稀土的提取。

進(jìn)一步地，所述鈣熱還原稀土冶煉渣中包含氧化稀土、氟化稀土、碳酸鈣和氟化鈣。

進(jìn)一步地，步驟一中，鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉的重量比為1:0.4~1:1.5。

進(jìn)一步地，步驟二中，焙燒溫度為600℃~800℃，焙燒時(shí)間為0.5 h ~3h。

進(jìn)一步地，步驟五中，鹽酸濃度為0.5 mol/L ~5mol/L，液體體積與固體質(zhì)量比為3:1~10:1，浸出時(shí)間0.5h~2h，浸出溫度為室溫~70℃。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，該方法能有效回收渣中稀土，大大提高了從鈣熱還原稀土冶煉渣中稀土提取的效果，稀土提取率達(dá)到95%以上，碳酸鈉作為焙燒添加劑可循環(huán)利用，可節(jié)約生產(chǎn)成本，且工藝簡(jiǎn)單，便于操作。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的焙燒產(chǎn)物XRD圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，包括以下步驟：

步驟一：所述鈣熱還原稀土冶煉渣中包含氧化稀土、氟化稀土、碳酸鈣和氟化鈣，當(dāng)中的氟化稀土難以被鹽酸直接浸出，其中，渣中稀土含量5%～8%，碳酸鈣含量為18%~26%，氟化鈣含量為68%~77%。將鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉按重量比1:0.4~1:1.5混合均勻，得到混合物。

步驟二：將上述混合物于高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度600℃~800℃，焙燒時(shí)間0.5 h ~3h，得到焙燒產(chǎn)物。

步驟三：將焙燒產(chǎn)物磨細(xì)后依次進(jìn)行水浸、過(guò)濾、水洗和烘干。其中，水浸溫度為室溫至80℃，水浸液體體積與固體質(zhì)量比為2:1~8:1，水浸時(shí)間5 min ~30min。在過(guò)濾過(guò)程中需進(jìn)行多次水洗，直至焙燒產(chǎn)物的pH值為7~10。

步驟四：收集上述水浸液和水洗液，采用蒸發(fā)結(jié)晶法回收碳酸鈉。所述的水浸液和水洗液當(dāng)中含有碳酸鈉，采用蒸發(fā)-結(jié)晶法回收碳酸鈉晶體，回收的碳酸鈉晶體可在焙燒過(guò)程中循環(huán)使用，可節(jié)約生產(chǎn)成本。

步驟五：烘干后的焙燒產(chǎn)物用鹽酸浸出，其中，鹽酸濃度為0.5 mol/L ~5mol/L，液體體積與固體質(zhì)量比為3:1~10:1，浸出時(shí)間0.5h~2h，浸出溫度為室溫到70℃，最終得到含有稀土的料液，即完成稀土的提取。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的焙燒產(chǎn)物的XRD圖；從圖2中可以看出，所得焙燒產(chǎn)物有碳酸鈉（Na2CO3），碳酸鈣（CaCO3），氧化鏑（Dy2O3），從XRD圖譜中未發(fā)現(xiàn)氟化鈉（NaF）的存在。

本發(fā)明采用碳酸鈉作為焙燒添加劑時(shí)，在焙燒過(guò)程中，碳酸鈉只與鈣熱還原稀土冶煉渣中的氟化稀土作用（如式（1.1）所示），反應(yīng)產(chǎn)生的氟化鈉進(jìn)一步與鈣熱還原稀土冶煉渣中的碳酸鈣作用（如式（1.2）所示），重新生成碳酸鈉，因此，碳酸鈉在焙燒過(guò)程相當(dāng)于起到“催化劑”的效果，回收后可以循環(huán)利用。

3Na2CO3+2REF3=6NaF+RE2O3+3CO2↑ （1.1）

CaCO3+2NaF=Na2CO3 +CaF2 （1.2）

以下采用具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明：

實(shí)施例1：取鈣熱還原稀土冶煉渣50g，其中REO的含量為5.61%，碳酸鈉與還原渣質(zhì)量比為1:1，焙燒溫度700℃，焙燒反應(yīng)完2h傾倒出焙燒產(chǎn)物；將焙燒產(chǎn)物冷卻、磨細(xì)、水浸、過(guò)濾、水洗和烘干，水浸液和水洗液蒸發(fā)結(jié)晶得到49.45g碳酸鈉晶體；濾渣在鹽酸濃度3mol/L、液固比8:1、反應(yīng)溫度為60℃的條件下浸出1.5h，過(guò)濾烘干測(cè)得渣中稀土含量為0.44%，稀土的浸出率為95.72%。

實(shí)施例2：取鈣熱還原稀土冶煉渣20g，其中REO的含量為7.14%，碳酸鈉與還原渣質(zhì)量比為1:1，焙燒溫度650℃，焙燒反應(yīng)完1.5h傾倒出焙燒產(chǎn)物；將焙燒產(chǎn)物冷卻、磨細(xì)、水浸、過(guò)濾、水洗和烘干，水浸液和水洗液蒸發(fā)結(jié)晶得到19.91g碳酸鈉晶體；濾渣在鹽酸濃度4mol/L、液固比9:1、反應(yīng)溫度為40℃的條件下浸出1h，過(guò)濾烘干后測(cè)得渣中稀土含量為0.56%，稀土的浸出率為93.36%。

實(shí)施例3：取鈣熱還原稀土冶煉渣15g，其中REO的含量為6.47%，碳酸鈉與還原渣質(zhì)量比為0.5:1，焙燒溫度750℃，焙燒反應(yīng)完1h后傾倒出焙燒產(chǎn)物；將焙燒產(chǎn)物冷卻、磨細(xì)、水浸、過(guò)濾、水洗和烘干，水浸液和水洗液蒸發(fā)結(jié)晶得到7.44g碳酸鈉晶體；濾渣在鹽酸濃度0.5mol/L、液固比5:1、室溫的條件下浸出0.5h，過(guò)濾烘干后測(cè)得渣中稀土含量為0.63%，稀土的浸出率為92.14%。

技術(shù)特征：

1.一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉均勻混合，得到混合物；

步驟二：將上述混合物于高溫爐中進(jìn)行焙燒，得到焙燒產(chǎn)物；

步驟三：將焙燒產(chǎn)物磨細(xì)后依次進(jìn)行水浸、過(guò)濾、水洗和烘干；

步驟四：收集上述水浸液和水洗液，采用蒸發(fā)結(jié)晶法回收碳酸鈉；

步驟五：水洗烘干后的固體產(chǎn)物用鹽酸浸出，最終得到含有稀土的料液，即完成稀土的提取。

2.如權(quán)利要求1所述的從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，其特征在于：所述鈣熱還原稀土冶煉渣中包含氧化稀土、氟化稀土、碳酸鈣和氟化鈣。

3.如權(quán)利要求1所述的從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，其特征在于：步驟一中，鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉的重量比為1:0.4~1:1.5。

4.如權(quán)利要求1所述的從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，其特征在于：步驟二中，焙燒溫度為600℃~800℃，焙燒時(shí)間為0.5 h ~3h。

5.如權(quán)利要求1所述的從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，其特征在于：步驟五中，鹽酸濃度為0.5 mol/L ~5mol/L，液體體積與固體質(zhì)量比為3:1~10:1，浸出時(shí)間0.5h~2h，浸出溫度為室溫~70℃。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種從鈣熱還原稀土冶煉渣中提取稀土的方法，包括：將鈣熱還原稀土冶煉渣與碳酸鈉均勻混合，得到混合物；將混合物在高溫爐中進(jìn)行焙燒，得到焙燒產(chǎn)物；將焙燒產(chǎn)物磨細(xì)后依次進(jìn)行水浸、過(guò)濾、水洗和烘干；收集上述水浸液和水洗液，回收碳酸鈉；烘干后的焙燒產(chǎn)物用鹽酸浸出，最終得到含有稀土的料液，即完成稀土的提取。與現(xiàn)有的提取工藝相比，本發(fā)明方法的稀土提取率大幅提升，達(dá)到95%以上，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。

技術(shù)研發(fā)人員：梁勇;劉玉城;黎永康;鄒瑜;梁鑫;劉元鑫;廖春發(fā)

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西理工大學(xué)

文檔號(hào)碼：201610521415

技術(shù)研發(fā)日：2016.07.05

技術(shù)公布日：2016.12.07