一种稀土料液中和除铝与铝资源高值化利用的新方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法，首先采用碱性溶液对稀土料液进行中和除铝；通过强化过程控制条件，在中和过程中生成γ‑AlOOH，替代Al(OH)

A new method of neutralization and dealumination of rare earth material and high value utilization of aluminum resources

The invention discloses a new method of neutralization and dealumination of rare earth feed solution and high value of aluminum resources. Firstly, alkaline solution is used to neutralize and dealuminate the rare earth feed solution; through strengthening process control conditions, \u03b3 \u2011 AlOOH is generated in the neutralization process to replace Al (OH)

【技术实现步骤摘要】
一种稀土料液中和除铝与铝资源高值化利用的新方法
本专利技术公布一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法，特别涉及中和除铝过程稀土元素的高效回收、中和除铝渣零排放及铝资源高值化回收利用的方法。
技术介绍
稀土氧化物中氧化铝含量是重要的质量控制指标。而在主要的稀土原料离子吸附型稀土矿物中，稀土以离子态吸附在高岭石、云母等矿物上，同时还吸附着铝、铁、氢、钙等物质。在稀土提取、分离过程中，目前普遍采用酸溶－沉淀工艺处理稀土精矿。除了稀土外，主要杂质铝同时进入稀土酸性浸出溶液，一般后续采用环烷酸萃取法、草酸沉淀法、碱法、中和法等脱除稀土酸性浸出溶液中铝。中和法除铝则是利用Al(OH)3与RE(OH)3在不同pH值下沉淀差异，引入NH4HCO3等中和生成Al(OH)3，精确调控pH值分步沉淀铝与稀土，实现铝离子与稀土离子分离。但是，由于氢氧化稀土溶度积较小，采用中和法将导致稀土损失率高至10～15％，且生成的Al(OH)3为白色絮状沉淀，所得到沉淀体积大、水含量高且难以过滤，后续处置难。
技术实现思路
针对目前稀土浸出液中和过程稀土损失率高，后续处置难等问题。本专利技术的目的在于开发一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法。所述方法首先通过强化中和过程，在中和过程中生成γ-AlOOH，替代Al(OH)3，实现：(1)较低pH下实现铝的完全脱除，降低稀土的损失率；(2)源头减少沉淀物产生量22.9％；(3)提高过滤性能。其次，将中和渣中的Al与RE用碱液分离，不溶的RE富集渣返回酸性溶出过程回收。最后，将含Al(III)碱液加酸制备拟薄水铝石产品。整个工艺流程实现了RE有价元素高效回收、中和渣零排放和铝的高值化利用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法，所述方法包括如下步骤：(1)采用碱性溶液对稀土料液进行中和除铝所述碱性溶液，指氢氧化物如NaOH、KOH、NH3·H2O溶液等，碱性盐类如Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3溶液等，及上述各种碱性物质的混合物溶液等。在本专利技术的实际操作中优选NH4HCO3溶液。本专利技术采用碱性溶液中和稀土料液中的铝，具体以稀土盐酸浸出液和碱性中和溶液为原料，经中和反应后，去除浸出液中的铝。本专利技术中，本领域技术人员应该明了，Al(III)的中和水解物相包括Al(OH)3、γ-AlOOH、α-AlOOH、AlxXy(OH)z·nH2O、MAlxXy(OH)z·nH2O(M代表Na+、K+、NH4+等阳离子，X代表Cl-、F-、SO42-等阴离子)。在中和反应除铝过程中，根据碱性溶液原料不同、工艺参数等过程强化控制条件的调整，有可能改变Al(III)在中和过程形成的沉淀相态。因此，本专利技术强调创新性，中和除铝渣物相以获得γ-AlOOH为原则。步骤(1)中碱性溶液浓度在1-500g/L范围内变化，例如1，5，10，20，30，40，50，60，70，80，90，100，200，500g/L等，在本专利技术的实际操作优选20-200g/L。步骤(1)中加碱速度在1-2000ml/min范围内变化，例如1，5，10，20，50，100，200，500，1000，1500，2000ml/min等，在本专利技术的实际操作优选2-10ml/min。步骤(1)中反应温度在20-100℃范围内变化，例如20，30，40，50，60，70，80，90℃等，在本专利技术的实际操作优选20-90℃。步骤(1)中反应时间在0.1-50h范围内变化，例如0.1，0.5，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，20，50等，在本专利技术的实际操作优选1-3h。步骤(1)中转速在30-700rpm范围内，例如30，50，100，200，300，400，500，600，700rpm等，在本专利技术的实际操作优选150-450rpm。步骤(1)中pH值在3.5-6范围内变化，例如3.5，4，4.5，5，5.5，6，6.5，7，7.5，8等，本专利技术的实际操作优选4.0-5.5。优选地，步骤(1)包括如下步骤：将NH4HCO3溶液加入稀土料液中，控制反应的NH4HCO3浓度为20-200g/L，加碱速度为2-10ml/min、温度为20-90℃、时间为1-3h、搅拌转速为150-450rpm、pH值为4.0-5.5的条件下，进行中和反应，得到稀土净化溶液和中和除铝渣。步骤(1)后进行如下步骤(2)：(2)用碱性溶液浸出中和除铝渣，富集RE等金属并得到含铝碱液所述碱性溶液，指氢氧化物如NaOH、KOH溶液等，碱性盐类如Na2CO3、等，及上述各种碱性物质的混合物溶液等。本专利技术实际操作优选为NaOH。本专利技术采用碱浸法富集中和除铝渣中RE沉淀物(主要成分为RE(OH)3)等，具体以中和除铝渣和碱性溶液为原料，将γ-AlOOH溶出后，过滤得到含RE碱溶渣和含铝碱液。本专利技术中，本领域技术人员应该明了，在中和除铝渣碱溶过程中，RE(OH)3不溶，而γ-AlOOH等溶于碱性溶液中。因此，本专利技术强调高效性，在RE(OH)3不溶的前提下，高的Al(III)溶出率为原则。步骤(2)中碱性溶液浓度在1-500g/L范围内变化，例如1，5，10，20，30，40，50，60，70，80，90，100，200，500g/L等，在本专利技术的实际操作优选10-200g/L。步骤(2)中碱性液和中和除铝渣的液固比在1-100范围内变化，例如1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，20，40，80，100等，本专利技术的实际操作优选2-20。步骤(2)中反应温度在20-250℃范围内变化，例如20，30，40，50，60，70，80，90，100，120，150，200，250℃等，在本专利技术的实际操作优选20-100℃。步骤(2)中反应时间在0.1-50h范围内变化，例如0.1，0.5，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，20，50等，在本专利技术的实际操作优选2-4h。步骤(2)中转速在30-700rpm范围内，例如30，50，100，200，300，400，500，600，700rpm等，在本专利技术的实际操作优选150-450rpm。优选地，步骤(2)包括如下步骤：碱性液浸出中和除铝渣，控制NaOH浓度10-200g/L、液固比5-20、温度20-100℃、反应时间2-4h、转速150-450rpm反应条件下，使中和渣中的铝溶出，从而富集渣中RE(OH)3等并得到含Al(III)碱液。步骤(2)后进行如下步骤(3)：(3)将含Al(III)碱液加酸中和，制备拟薄水铝石产品本专利技术将含Al(III)碱液通过加酸中和得到拟薄水铝石产品，该产品根据反应条件不同，即获得不同比表面积、孔径、孔容等参数。本专利技术通过优选原料中和剂、pH值、温度、加酸速率、转速及时间来控制拟薄水铝石产品的生成。本专利技术通过在含Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)采用碱性溶液对稀土料液进行中和除铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种稀土料液中和除铝及铝资源高值化新方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采用碱性溶液对稀土料液进行中和除铝。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)后进行如下步骤(2)：
(2)用碱性溶液浸出中和除铝渣，富集稀土等并得到含铝碱液。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)后进行如下步骤(3)：
(3)将含铝碱液加酸中和，制备拟薄水铝石产品。


4.如权利要求书1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱性溶液，指氢氧化物如NaOH、KOH、NH3·H2O溶液等，碱性盐类如Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3溶液等，及上述各种碱性物质的混合物溶液等。实际操作中优选NH4HCO3溶液。
步骤(1)中碱性溶液浓度在1-500g/L范围内变化，实际操作优选20-200g/L。
步骤(1)中加碱速度在1-2000ml/min范围内变化，实际操作优选2-10ml/min。
步骤(1)中反应温度在20-100℃范围内变化，实际操作优选20-90℃。
步骤(1)中反应时间在0.1-50h范围内变化，实际操作优选1-3h。
步骤(1)中转速在30-700rpm范围内，实际操作优选150-450rpm。
步骤(1)中pH值在3.5-6范围内变化，实际操作优选4.0-5.5。


5.如权利要求书1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(1)得到中和除铝过程包括如下步骤：
1a)将NH4HCO3溶液加入稀土料液中，控制反应的NH4HCO3浓度为20-200g/L，加碱速度为2-10ml/min、温度为20-90℃、时间为1-3h、搅拌转速为150-450rpm、pH值为4.0-5.5的条件下，进行中和反应，得到稀土净化溶液和中和除铝渣。


6.如权利要求书2所述的方法，其特征在于，(2)中所述碱性溶液，所述碱性溶液，指氢氧化物如NaOH、KOH溶液等，碱性盐类如Na2CO3、等，及上述各种碱性物质的混合物溶液等。实际操作优选为NaOH溶液。
步骤(2)中碱性溶液浓度在1-500g/L范围内变化，实际操作优选10-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，陈兴，张贺杰，张海林，刘文科，韩云武，郑诗礼，张懿，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11