一种从含有稀土离子溶液回收稀土的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，属于稀土提取回收技术领域。本发明专利技术首先通过将粉末状的碳纳米管压片，并作为电极材料组装成电池，放电到1.5‑0.001V，然后将放电后的碳纳米管取出并置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡、获得碳纳米管/稀土复合物，之后将碳纳米管/稀土复合物置于盐酸溶液中来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液，最后将含有稀土离子的盐酸溶液50‑300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物，本发明专利技术所用的放电后的碳纳米管能还原稀土离子为稀土单质，对稀土的回收率高，同时碳纳米管能循环利用，成本较低。

A method for recovering rare earth from solution containing rare earth ions

The invention relates to a method for recovering rare earth from a rare earth ion solution, belonging to the field of rare earth extraction and recovery technology. The invention first assembles the powder like carbon nanotube into a battery, which is assembled into a battery and discharged to 1.5 0.001V. Then the carbon nanotube is removed and placed in the solution containing rare earth ions, and dispersed, soaked and obtained the carbon nanotube / rare earth complex, and then the carbon nanotube / rare earth complex is placed in hydrochloric acid. The solution is dissolved in the solution, thus filtering and separating the carbon nanotubes and the hydrochloric acid containing the rare earth ions. Finally, the hydrochloric acid solution containing rare earth ions at 50 is decompressed and distilled to remove the unreacted hydrochloric acid to get the chloride of the rare earth. The present invention can reduce the rare earth ion to the rare earth single. The recovery rate of rare earth elements is high, and the carbon nanotubes can be recycled and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种从含有稀土离子溶液回收稀土的方法
本专利技术涉及一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，属于稀土提取回收
技术背景稀土(RareEarth，简称RE)是化学元素周期表第三副族中原子序数从57至71的15个镧系元素，即镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，再加上与其电子结构和化学性质相近的钪(Sc)和钇(Y)，共17种元素的总称。稀土元素因其独特的4f亚层电子结构、大的原子磁矩、强的自旋-轨道耦合、多变的配位数，使其形成的化合物具有优异的光、电、磁、超导、催化等物理性能，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，被称作当代的“工业味精”。稀土材料在国民经济和国防工业的各个领域已广泛应用，在当代社会经济和高技术诸多领域中发挥着重要作用。然而，近年来随着稀土产业规模的进一步扩大，稀土行业在冶炼分离中，每年排放的废水量达2000多万吨，废水中含有大量的稀土。从这些稀土废水中富集回收稀土不仅可以充分利用宝贵的稀土资源，而且可以大大减少废水排放。目前回收稀土的方法主要有物理方法和化学方法，包括沉淀、吸附、萃取、离子交换、膜分离等等。如中国专利技术专利CN104229933B,公布了一种从稀土提炼工业废水中回收稀土的方法，：选用镁基纳米材料通过离子交换形式从稀土提炼工业废水中回收稀土元素，通过回收废水中的稀土回收率达到98％以上。中国专利技术专利申请CN101979335A，公布了一种稀土矿山废渣废水治理微量稀土回收工艺，采用石灰作为沉淀剂，使稀土离子生成氢氧化物沉淀与废水分离，该方法虽然简单，但由于水量大，需要用酸反调pH到中性才能排放。另外该方法回收稀土的效率不理想。中国专利技术专利申请CN102352448A，公开了一种用普鲁士蓝胶体纳米粒子从低浓度稀土溶液中回收稀土的方法，利用普鲁士蓝胶体纳米粒子作为吸附剂，通过渗析膜回收稀土，这种方法稀土回收效率较高但同时也存在成本高、处理量小的问题。中国专利技术专利申请“沉淀-萃取法从稀土矿山开采废水中回收稀土的工艺”(CN101974690A)采用氢氧化钙沉淀和P507有机萃取相结合的方法回收稀土，稀土回收率能够达到85％以上，这种方法萃取剂溶解损失大，成本高，易产生二次污染，而且通过沉淀池澄清过滤还要占用大面积的土地资源。但这些方法的主要问题是成本偏高，在稀土价格水平不高的情况下，其实施的经济效益难以体现。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种从稀土溶液中沉积回收稀土的方法。本专利技术的一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，通过将粉末状的碳纳米管压片，并作为正极材料组装成电池，放电到1.5-0.001V，然后将放电后的碳纳米管取出并置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡、获得碳纳米管/稀土复合物，之后将碳纳米管/稀土复合物置于浓盐酸溶液中来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液，最后将含有稀土离子的盐酸溶液50-300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物，制备方法按以下步骤进行：a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.01-0.5cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，组装成电池，放电到1.5-0.001V；c将经步骤b放电到1.5-0.001V的电池拆开，取出步骤b中制得的放电后的碳纳米管，将其置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡1-24h，其中放电后的碳管与稀土溶液中所含稀土量的质量比为1:5-1:20，获得碳纳米管/稀土复合物，其中放电后的氧族元素单质与含贵金属离子溶液的质量比为1:5-1:20；d将步骤c中获得的碳纳米管/稀土复合物置于浓盐酸溶液中1-10h来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液；e将步骤d中获得的含有稀土离子的盐酸溶液50-300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物.所述的电池为锂、钠离子电池中的一种，分别以金属锂、钠为负极，分别以1mol/L的六氟磷酸锂、六氟磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液。所述稀土盐溶液中的稀土离子浓度为0.1～100g/L。所述的盐酸浓度为5-10mol/L。所述的减压蒸馏压力为0.001-0.1Mpa。由于采用了以上技术方案，本专利技术的一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，是指将粉末状的碳纳米管压片，并作为电极材料组装成电池，放电到1.5-0.001V，然后将放电后的碳纳米管取出并置于稀土盐溶液中分散、浸泡、获得碳纳米管/稀土复合物，之后碳纳米管/稀土复合物置于盐酸溶液中来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液，最后将含有稀土离子的盐酸溶液50-300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物，该制备方法采用放电后的碳纳米管和稀土复合，二者能有很强的复合力，且可通过碳纳米管放电电位对溶液中稀土离子进行选择性的还原，提高了稀土的浸出率，通过回收废水中的稀土回收率达到98％以上，它能使废水中的微量低浓度稀土得到充分回收利用，减少了资源浪费，最大限度地回收了宝贵的稀土资源，加入酸能使碳纳米管和稀土分离，这样碳纳米管能够循环使用，节约了成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细描述。实施例1a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.01cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，放电到1.5V；c将经步骤b放电到1.5V的电池拆开，取出步骤a中制得的放电后的碳纳米管1g，将其置于5g的0.1g/L稀土离子溶液中分散、浸泡1h，获得碳纳米管/稀土复合物；d将步骤c中获得的碳纳米管/稀土复合物置于5mol/L盐酸溶液中1h来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液；e将步骤d中获得的含有稀土离子的盐酸溶液50℃下0.001Mpa压力下，减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物.实施例2a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.5cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属钠为负极，以1mol/L的六氟磷酸钠的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成钠离子电池，放电到0.001V；c将经步骤b放电到0.001V的电池拆开，取出步骤a中制得的放电后的碳纳米管1g，将其置于20g的100g/L稀土离子溶液中分散、浸泡24h，获得碳纳米管/稀土复合物；d将步骤c中获得的碳纳米管/稀土复合物置于10mol/L盐酸溶液中24h来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液；e将步骤d中获得的含有稀土离子的盐酸溶液300℃下0.1Mpa压力下，减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物.实施例3a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.1cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，以金属锂为负极，以1mol/L的六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯溶液为电解液，组装成锂离子电池，放电到0.01V；c将经步骤b放电到0.01V的电池拆开，取出步骤a中制得的放电后的碳纳米管1g，将其置于10g的20g/L稀土硫酸盐溶液中分散、浸泡10h，获得碳纳米管/稀土复合物；d将步骤c中获得的碳纳米管/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，其特征在于：通过将粉末状的碳纳米管压片，并作为正极材料组装成电池，放电到1.5‑0.001V，然后将放电后的碳纳米管取出并置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡、获得碳纳米管/稀土复合物，之后将碳纳米管/稀土复合物置于盐酸溶液中来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液，最后将含有稀土离子的盐酸溶液50‑300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物，制备方法按以下步骤进行：a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.01‑0.5cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，组装成电池，放电到1.5‑0.001V；c将经步骤b放电到1.5‑0.001V的电池拆开，取出步骤b中制得的放电后的碳纳米管，将其置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡1‑24h，获得碳纳米管/稀土复合物，其中放电后的碳管与稀土溶液中所含稀土量的质量比为1:5‑1:20，；d将步骤c中获得的碳纳米管/稀土复合物置于盐酸溶液中1‑10h来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液；e将步骤d中获得的含有稀土离子的盐酸溶液50‑300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物。...

【技术特征摘要】
1.一种从含有稀土离子溶液中回收稀土的方法，其特征在于：通过将粉末状的碳纳米管压片，并作为正极材料组装成电池，放电到1.5-0.001V，然后将放电后的碳纳米管取出并置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡、获得碳纳米管/稀土复合物，之后将碳纳米管/稀土复合物置于盐酸溶液中来溶解稀土，从而过滤分离碳纳米管和含有稀土离子的盐酸溶液，最后将含有稀土离子的盐酸溶液50-300℃下减压蒸馏去除没有反应的盐酸进而得到稀土的氯化物，制备方法按以下步骤进行：a将粉末状的碳纳米管压片，其中片的厚度为0.01-0.5cm；b将步骤a中压好的片作为正极材料，组装成电池，放电到1.5-0.001V；c将经步骤b放电到1.5-0.001V的电池拆开，取出步骤b中制得的放电后的碳纳米管，将其置于含有稀土离子溶液中分散、浸泡1-24h，获得碳纳米管/稀土复合物，其中放电后的碳管与稀土溶液中所含稀土量的质量比为1:5-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：方东，鲍瑞，易健宏，李秀娟，刘意春，李才巨，游昕，陶静梅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53