一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法技术

本发明专利技术公开了一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，该方法主要包括以下步骤：(1)原煤破碎；(2)氧化预处理，初步释放褐煤中含有的稀有金属如锗、镓、稀土等；(3)加温碱处理，深度释放褐煤中的稀有金属，并溶解出褐煤中的碱溶性有机质；(4)控电位酸处理，从碱处理液中沉淀出酸不溶有机质，并促进有机质所络合稀有金属的解析；(5)废水处理与循环，处理工艺中提取稀有金属后残余酸液与碱处理过程残余碱液的中和与循环；本发明专利技术在兼顾生产成本的前提下，进行褐煤中稀有金属提取的同时，实现褐煤中残余有机质的产品化，残余固体量少且易于建材化，处理过程中残余酸碱溶液大部分可流程内处理并循环使用，工艺流程具有环境污染少、经济效益高、有价组分综合利用率高的优势。高的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法


[0001]本专利技术公开了一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，涉及固体物料综合回收处理


技术介绍

[0002]褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤，是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤，煤化程度最低。褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点，然而又存在着湿度大、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点。我国褐煤资源储量丰富，约2118亿吨，约占全国煤炭储量的13％，但由于其具有水分高、热值低、易自燃等缺点，被视为劣质燃料，非常有必要开发褐煤的非燃料利用技术，实现褐煤的高附加值利用。
[0003]同时，褐煤中存在丰富的有机质资源，可从中获取含氧化学品。而这些有机质中的腐植酸可作为钻井泥浆调整剂、工业用水稳定剂、水泥减水剂、锅炉除垢剂、矿石浮选剂、废气废水处理剂、复合肥等，可广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域，显示出强大的生命力，前景十分广阔。此外，褐煤中的有机质极易吸附锗、镓、稀土等稀有金属。以锗为例，当褐煤中锗含量在20ppm以上时即可计算储量而具有一定的提取价值，内蒙古地区含锗褐煤储量大，锗品位可达100～200ppm，预计锗储量超过4000吨，而云南帮卖、腊东、芒回和等嘎矿区的褐煤中预计锗储量共计2177吨。因此，加强对褐煤的综合利用，增强对褐煤中稀有元素、有机质、矿物质等有价资源的综合回收利用，提高煤炭的利用价值，具有重要的现实意义。
[0004]然而，目前褐煤中有价组分的综合利用率较低，针对褐煤原煤中稀有元素提取的研究较少，多数研究围绕烟灰中锗、粉煤灰中镓的提取开展，且目前的湿法提取过程酸量较多、成本较高，火法提取过程则往往存在挥发率低、挥发时间长、气氛难保证的问题。而褐煤中提取稀土的研究尚处于起步阶段，因此，急需研发经济效益高、环境污染少的从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法。针对褐煤中有价组分综合利用率低，稀有元素湿法提取过程酸量较多、成本较高，火法提取过程则往往存在挥发率低、挥发时间长、气氛难保证的问题本专利技术针对含稀有元素褐煤的特点，在兼顾生产成本的前提下，提出了原煤破碎、氧化预处理、加温碱处理、控电位酸处理、废水处理与循环的工艺过程，为褐煤中稀有元素及有机质等有价组分的综合提取提供了较有前景的方法。
[0006]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，主要包括以下步骤：
[0007](1)原料的选择
[0008]选择
‑
80目的褐煤作为原料，所述原料中含有稀土元素和/或稀有金属元素；所述
稀有金属元素选自锗、镓、钒中的至少一种；
[0009](2)氧化预处理
[0010]将原料褐煤与质量浓度2％～10％的氧化预处理剂按固液比为1:3～1:8、优选为1:5～1:8进行混合，混合后反应大于等于0.5h；通过混合初步释放褐煤中含有的稀有金属元素和/或稀土元素；固液分离后，得到第一段溶出液和第一段溶出剩余固体；
[0011](3)加温碱处理
[0012]将(2)中所得的第一段溶出剩余固体与质量浓度2％～5％的碱溶液混合，固液比为1:10～1:20，溶液温度控制在80℃～95℃，处理时间至少0.5h、优选为0.5～3.5h、进一步优选为0.5h～2h，深度释放褐煤中的稀有金属元素和/或稀土元素，并溶解出褐煤中的碱溶性有机质；固液分离后，得到第二段溶出剩余固体和第二段溶出液；
[0013](4)控电位酸处理
[0014]向(3)中所得的第二段溶出液中加入质量比0.1％～1％的络合剂，再加入质量浓度5％～10％的酸溶液，将溶液的pH值控制在1.5～2.0，促进有机质所络合的稀有金属元素和/或稀土元素的解析，并沉淀出酸不溶有机质；固液分离后，得到第三段溶出液和第三段溶出剩余固体。
[0015]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，在无气泡产生条件下，将质量浓度2％～10％的氧化预处理剂加入到原料褐煤中，(在工业上应用时混合方式以预处理剂慢速或滴加至褐煤中为宜)，在25℃～75℃反应0.5h～16h、优选为0.5～10h。达到初步释放褐煤中含有的稀有金属如锗、镓、稀土等；固液分离后，一段溶出液为稀有金属溶液，可用于继续提取稀有金属，一段溶出剩余固体继续处理。在工业上应用时，由于褐煤通常含水率15％～35％，破碎前可通过晾晒等方式降低水分至13％以下；然后对干燥后的褐煤进行破碎。
[0016]作为优选方案，用于本专利技术步骤(2)的原料褐煤的粒度为80
‑
200目。
[0017]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，氧化预处理剂由氧化剂与润湿消泡剂混合而成，润湿消泡剂占氧化预处理剂总质量的0.1％～1％，优选为0.1％～0.8％，进一步优选为0.2％～0.5％；氧化剂选自双氧水、过硼酸盐、过硫酸盐、过磷酸盐、硝酸、氯酸盐、次氯酸盐、二氧化氯中的一种或几种，润湿消泡剂选自磷酸三丁酯、甲醇、乙醇中的一种或几种，且润湿消泡剂用量不宜过多，磷酸三丁酯用量过多会导致溶液分层，减少水溶液中的元素含量；甲醇、乙醇用量过多，会影响稀有元素的检测结果，优选为磷酸三丁酯、乙醇。
[0018]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，第一段溶出液为含有稀有金属元素和/或稀土元素的溶液，用于继续提取稀有金属元素和/或稀土元素，第一段溶出剩余固体用于继续处理。
[0019]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，步骤(3)中加温碱处理中所用碱溶选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或几种。
[0020]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，碱溶液中加入质量百分比为10％～30％的三聚磷酸盐、多聚磷酸盐、焦磷酸盐中的至少一种。
[0021]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，第二段溶出剩余固体主要含铁、硅、钙、铝，可用于制备建筑原材料，第二段溶出液继续处理。
[0022]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，步骤(4)中络合剂选自邻苯二酚、N
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羟基邻苯二甲酰亚胺、酒石酸、羟肟酸中的一种或几种。
[0023]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，第三段溶出液为含有稀有金属元素和/或稀土元素的溶液，可用于继续提取稀有金属，第三段溶出剩余固体可继续处理纯化有机质制备腐植酸等。
[0024]本专利技术一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，将(2)至(4)处理工艺中产生的滤饼洗涤酸液或碱液以及第一段溶出液提取金属元素后残余溶液和第三段溶出液提取金属元素后残余溶液，按照液体中酸、碱浓度的相似程度进行中和至中和后液的pH值至5～8，澄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)原料的选择选择
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80目的褐煤作为原料，所述原料中含有稀土元素和/或稀有金属元素；所述稀有金属元素选自锗、镓、钒中的至少一种；(2)氧化预处理将原料褐煤与质量浓度2％～10％的氧化预处理剂按固液比为1:3～1:8进行混合，混合后反应大于等于0.5h；通过混合初步释放褐煤中含有的稀有金属元素和/或稀土元素；固液分离后，得到第一段溶出液和第一段溶出剩余固体；(3)加温碱处理将(2)中所得的第一段溶出剩余固体与质量浓度2％～5％的碱溶液混合，固液比为1:10～1:20，溶液温度控制在80℃～95℃，处理时间0.5h～2h，深度释放褐煤中的稀有金属元素和/或稀土元素，并溶解出褐煤中的碱溶性有机质；固液分离后，得到第二段溶出剩余固体和第二段溶出液；(4)控电位酸处理向(3)中所得的第二段溶出液中加入质量比0.1％～1％的络合剂，再加入质量浓度5％～10％的酸溶液，将溶液的pH值控制在1.5～2.0，促进有机质所络合的稀有金属元素和/或稀土元素的解析，并沉淀出酸不溶有机质；固液分离后，得到第三段溶出液和第三段溶出剩余固体。2.根据权利要求1所述的一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，其特征在于：在无气泡产生条件下，将质量浓度2％～10％的氧化预处理剂加入到原料褐煤中，在25℃～75℃反应0.5h～16h、优选为0.5～10h。达到初步释放褐煤中含有的稀有金属如锗、镓、稀土等；固液分离后，一段溶出液为稀有金属溶液，可用于继续提取稀有金属，一段溶出剩余固体继续处理。3.根据权利要求1所述的一种从褐煤中综合提取稀有元素及有机质等有价组分的方法，其特征在于：氧化预处理剂由氧化剂与润湿消泡剂混合而成，润湿消泡剂占氧化预处理剂总质量的0.1％～1％；氧化剂选自双氧水、过硼酸盐、过硫酸盐、过磷酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鸿鹄，王丽，李梦闪，黄伟欣，孙伟，韩海生，张臻悦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：