一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115744951A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211423891.2(22)申请日2022.11.15(71)申请人江西理工大学地址341000江西省赣州市章贡区红旗大道86号(72)发明人佟志芳胡晓飞温皓李英杰王佳兴谢肇勋(74)专利代理机构赣州凌云专利事务所(普通合伙)36116专利代理师曾上(51)Int.Cl.C01F7/54(2006.01)C22B59/00(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B7/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法(57)摘要本发明涉及冶金二次资源回收利用技术，具体涉及一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法。本发明首先将稀土熔盐电解渣经过硫酸铝、氧化钙协同焙烧，酸浸得到含稀土和氟的溶液，然后通过稀土复盐沉淀工艺分离提取稀土，过滤得到含氟溶液。含氟溶液经过除铁净化、调节pH值和成分配比最终制备得到高分子比冰晶石，实现熔盐渣中氟的资源化利用。本发明在稀土熔盐电解渣中高效回收稀土的同时，又能高效资源化回收渣中氟，氟的回收率大于90％。又利用氟制备高附加值的满足国家标准要求的高分子比冰晶石，含氟洗水循环用于配置氢氟酸溶液，整个工艺过程没有含氟污染物产生，具有重大的环保和经济价值。CN115744951ACN115744951A权利要求书1/1页1.一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法，其特征是，包括以下步骤：(1)焙烧；按质量比1：0.5～2:0.1～0.5称取稀土熔盐电解渣、硫酸铝和氧化钙，并充分混合，混合后的物料按球料质量比10:1放入球磨机中，以400r/min的转速球磨1h，球磨物料过200目筛；然后将筛下物料置于刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚放在马弗炉中600～900℃温度下进行焙烧，焙烧时间1～4h，焙烧完成后将刚玉坩埚取出冷却，焙烧产物进行球磨过筛，得到粒径小于75μm的焙烧渣；(2)浸出；取步骤(1)得到的粒径小于75μm的焙烧渣置于容器中，并倒入浓度为1～4mol/L的H2SO4溶液，液固质量比为7.5～15:1；再将所述容器放在70～95℃水浴锅中浸出1～4h，搅拌速度300r/min，得到含有稀土和氟的酸浸液；(3)稀土分离；移取步骤(2)得到酸浸液于容器中，放在水浴锅中加热到60～95℃，搅拌速度200～400r/min，用10wt.％Na2CO3调节溶液PH值至0.5～1.5，加入无水硫酸钠，反应0.5～2h后，趁热过滤，得到稀土复盐滤饼和含氟滤液；(4)除铁净化；取步骤(3)得到的含氟滤液置于容器中，在搅拌速度200～400r/min条件下向所述容器中加入10mol/L的NaOH溶液调节pH值至1～2，之后向所述容器中加入理论量2+3+1.2～1.5倍H2O2，搅拌30min，将溶液中的所有Fe全部氧化为Fe；用10wt.％Na2CO3调节溶液PH值至1.5～3后，将所述容器放在60～95℃的水浴锅中恒温加热；采用恒压滴定漏斗向溶液中缓慢滴加10wt.％Na2CO3，边滴加边搅拌，控制溶液PH在2.5～3.5之间，反应1～4h后，趁热过滤，得含铁滤饼和除铁净化后的含氟滤液；(5)制备冰晶石；取步骤(4)得到除铁净化后的含氟滤液置于容器中，并置于50℃的水浴锅中加热搅拌，向溶液中加入质量百分比为30～45％氢氟酸溶液调节溶液中氟与铝离子的摩尔比为1～7；搅拌速度200～400r/min条件下滴加10wt.％Na2CO3溶液调节溶液pH值为3～6，再按0～10g/L加入冰晶石晶种，在30～90℃的水浴锅中反应0.5～2.5h，然后趁热过滤，并用去离子水洗涤滤饼，直至洗液中溶液pH呈中性，得冰晶石滤饼。2.根据权利要求1所述的一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法，其特征是：步骤(1)中熔盐渣、硫酸铝和氧化钙质量比优选1:1.56:0.31，焙烧温度优选900℃、焙烧时间优选2h时。3.根据权利要求1所述的一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法，其特征是：步骤(2)中硫酸与焙烧渣液固质量比优选10:1，硫酸浓度优选4mol/L，浸出温度优选90℃，浸出时间优选4h。4.根据权利要求1所述的一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法，其特征是：步骤(3)中，搅拌速度优选300r/min，溶液pH值优选0.8，优选90℃反应1h。5.根据权利要求1所述的一种稀土熔盐电解渣中氟的资源化利用方法，其特征是：步骤(4)中，优选在搅拌速度300r/min条件下加入NaOH溶液调节pH值至1.4～2；加入H2O2理论量优选1.2倍；用10wt.％Na2CO3调节溶液PH值优选1.8；水浴锅中恒温加热优选95℃；采用恒