【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及離子型稀土冶煉工藝中稀土元素分離純化，屬于稀土離子分離回收。
技術介紹
1、稀土素有“工業維生素”之稱，在航空航天、特種材料、高新能源技術等諸多領域有著不可替代性。稀土元素是指元素周期表中的鑭系元素，包括：鑭(la)、鈰(ce)、鐠(pr)、釹(nd)、钷(pm)、釤(sm)、銪(eu)、釓(gd)、鋱(tb)、鏑(dy)、鈥(ho)、鉺(er)、銩(tm)、鐿(yb)、镥(lu)以及與鑭系元素化學性質相似的釔(y)和鈧(sc)，共計17種元素。
2、稀土元素按照原子序數大小以及萃取分離分類為：輕、中、重稀土元素三大類，其中輕稀土元素為(la、ce、pr、nd)，中稀土元素為(sm、eu、gd、tb、dy)，重稀土元素為(ho、er、tm、yb、lu)。盡管同為稀土元素，但各元素的經濟價值相差甚大。通常來講，中、重稀土的經濟價值通常遠高于輕稀土元素。例如，2023年3月中稀土tb元素市場價為13670元/千克，重稀土lu元素的市場價為5000元/千克，而輕稀土la元素的市場價則僅為26元/千克。因此，分離純化輕、中、重稀土元素技術具有巨大經濟價值。然而稀土元素具有相似的電子結構、物理化學性質以及相似的地球化學行為。因此，它們總是一同出現在自然環境中，難以分離。
3、我國是稀土大國，擁有以白云鄂博和華南離子吸附型兩大類稀土礦床。其中，華南地區特有的離子型稀土礦具有開采工藝簡單，稀土配分齊全且相對中、重稀土含量較高的特點，已成為全世界中重稀土的重要來源。在離子型稀土礦中，稀土元素主要以靜電作用力
4、現有的提取分離技術大多為離子交換樹脂和溶劑萃取法，而工業方式多采用溶劑萃取法：采用不同的有機溶劑(如：胺類、酯類、醚類、有機磷化物等)多級萃取。通常而言，這些萃取劑具有易燃、有毒、價格昂貴以及易造成環境污染等問題。因此，針對有效分離輕稀土、中稀土和重稀土的問題，開發一種便宜、無污染的富集分離三類稀土的流程方法，對于提高稀土離子回收率，簡化稀土提取工藝，非常重要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種稀土元素多級分類回收的方法，僅采用廉價、環保、無污染且可循環使用腐殖酸、鐵(氫)氧化物和無機磷酸鹽對溶液中全配分稀土元素(15種)進行分級分類回收，可分別獲得相對富含輕稀土、中稀土、重稀土的溶液。
2、本專利技術可實現采實現采冶過程的分類回收，或者自然水體中的微量元素的特異性高效回收。
3、本專利技術采用如下技術方案：
4、一種稀土元素多級分類回收的方法，包括：
5、步驟(1).在中稀土分離池中，投入鐵氧化物ⅰ,其質量濃度為0.1-5g/l，再加入濃度為20-100μmo?l/l的無機磷酸鹽，使用一定量無機酸，調節懸浮液ph至4-6,攪拌8小時以上，待鐵氧化物i與磷酸鹽充分反應后，將全配分稀土浸取溶液引入中稀土分離池中，攪拌24小時以上，通過抽濾進行固液分離，其中回收磷化的鐵氧化物i用于中稀土元素的二級回收，收集濾液a備用；
6、步驟(2).向重稀土元素分離池中投入鐵氧化物ⅱ，其質量濃度為0.1-5g/l；使用無機堿溶液調節ph至7-8，將步驟(1)中濾液a引入重稀土分離池，攪拌24小時以上，混合濾液通過抽濾進行固液分離，其中回收鐵氧化物ⅱ用于重稀土元素的二級回收，收集濾液b備用；
7、步驟(3).在輕稀土分離池中，先投入腐殖酸，其質量濃度為0.1-5g/l，使用無機酸調節溶液ph至7-8，將步驟(2)中濾液b引入輕稀土分離池，充分攪拌24h以上后進行固液分離，其中回收腐殖酸用于輕稀土元素的二級回收，濾液c流入重稀土分離池，實現對重稀土元素的回收；
8、步驟(4).中稀土元素的二級回收：將回收的鐵氧化物ⅰ置于中稀土收集池中，加入無機酸調節懸浮液ph至3-5，充分攪拌24h以上，待吸附在鐵氧化物ⅰ上的稀土離子充分脫附到溶液中后，懸浮液進行固液分離，收集富含中稀土元素的溶液，干燥后得到純化的中稀土。鐵氧化物ⅰ循環使用，循環次數為1-3次。
9、步驟(5).重稀土元素的二級回收：將鐵氧化物ⅱ置于重稀土回收池中，加入無機酸調節ph至3-5，充分攪拌24h以上，待濾液c中以及吸附在鐵氧化物ⅱ上的稀土離子充分脫附到溶液中后，懸浮液進行固液分離，收集富含重稀土元素的濾液，干燥后得到純化的重稀土。鐵氧化物ⅱ循環使用，循環次數1-3次。
10、步驟(6).輕稀土元素的二級回收：將回收的腐殖酸置于輕稀土收集池ⅰ中，加入無機酸調節ph至3-5，充分攪拌24h以上，待腐殖酸上吸附的稀土離子完全脫附到溶液中后，懸浮液進行固液分離，收集富含輕稀土元素的溶液，干燥得到純化分離的輕稀土。腐殖酸循環使用，循環次數為1-3次。
11、優選地，鐵氧化物i為水鐵礦，其合成方法為：將濃度為1mol/l氫氧化鉀(koh)溶液緩慢滴加到濃度為0.5mol/l的硝酸鐵(fe(no3)3)溶液中，同時充分攪拌，直到溶液ph達到7-8后，迅速離心，得到的固體物質用去離子水反復浸洗，直到電導率低于20s?cm-1后，冷凍干燥后獲得純相水鐵礦。合成的水鐵礦比表面約300m2/g，phzpc＝8。
12、優選地，鐵氧化物i?i為針鐵礦，其合成方法為：將濃度為2.5mol/l氫氧化鉀(koh)溶液緩慢滴加到濃度為0.2mol/l的硝酸鐵(fe(no3)3)溶液中，同時充分攪拌，直到溶液ph達到12。之后，將充分攪拌的懸浮液在60℃水浴加熱條件下老化72小時后高速離心，用去離子水反復浸洗固體，直到電導率低于20s?cm-1后，冷凍干燥后獲得純相針鐵礦。合成的針鐵礦比表面約60m2/g，phzpc＝9。
13、優選地，步驟(1)調節懸浮液ph＝5-5.5。弱酸性ph條件有利于水鐵礦對無機磷酸鹽的吸附，進而提高稀土離子與磷酸根的三元絡合作用，這是對中稀土離子產生選擇性吸附的關鍵。當ph<3時，水鐵礦可能會發生一定溶解，產生不利效果。當3<ph<5時，水鐵礦表面帶過多正電荷，與稀土陽離子產生較強的排斥作用，不利于對稀土離子的吸附。當ph>5.5時，水鐵礦對磷酸根的吸附減弱，而直接對稀土離子的吸附增強，不利于磷酸根與稀土離子形成三元絡合作用，降低了對中稀土離子的選擇性，產生不利效果。
14、優選地，步驟(2)調節懸浮液ph＝7-7.5。在中堿性ph條件時，針鐵礦表面為負電性，有利于吸附帶正電荷的稀土陽離子。但當ph>7.5時，稀土離子易形成r本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種稀土元素多級分類回收的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中鐵氧化物Ⅰ為水鐵礦；步驟(2)中鐵氧化物Ⅱ為針鐵礦。
3.根據權利要求3所述的方法，步驟(1)中無機磷酸鹽為磷酸二氫鈉。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)鐵氧化物Ⅰ循環次數為1-3次；步驟(5)中鐵氧化物Ⅱ循環次數1-3次；步驟(6)中腐殖酸循環次數為1-3次。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)調節懸浮液pH至5-5.5。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)調節懸浮液pH至7-7.5。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)調節溶液pH至7-7.5。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)調節懸浮液至pH＝3-3.5。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)調節懸浮液pH至3-3.5。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)調節懸浮液pH至3-
...【技術特征摘要】
1.一種稀土元素多級分類回收的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中鐵氧化物ⅰ為水鐵礦；步驟(2)中鐵氧化物ⅱ為針鐵礦。
3.根據權利要求3所述的方法，步驟(1)中無機磷酸鹽為磷酸二氫鈉。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)鐵氧化物ⅰ循環次數為1-3次；步驟(5)中鐵氧化物ⅱ循環次數1-3次；步驟(6)中腐殖酸循環次數為1-3次。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林梟舉，梁曉亮，李鴻博，周靖雯，伍普球，吳逍，楊宜坪，王高峰，朱建喜，何宏平，
申請(專利權)人：中國科學院廣州地球化學研究所，
類型：發明
國別省市：
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