本发明专利技术涉及一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法，所述方法包括以下步骤：(1)混合含氟稀土渣和酸液，然后固液分离，得到第一滤渣和含稀土元素的第一滤液；(2)混合步骤(1)得到的所述第一滤渣和含氯化铝熔盐，然后依次经过焙烧、洗涤和固液分离，得到含稀土元素的第二滤液和含氟元素的第二滤渣。本发明专利技术提供的从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法可以实现稀土元素和氟元素的高效回收，操作简单，成本低廉，工艺清洁环保，具有较高的资源综合利用率和综合回收价值。资源综合利用率和综合回收价值。资源综合利用率和综合回收价值。
【技术实现步骤摘要】
一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法
[0001]本专利技术涉及有色金属冶金和资源回收
，具体涉及一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法。
技术介绍
[0002]熔盐电解和钙热还原是制备稀土金属和合金的主要方法。熔盐电解法主要用于生产镧、铈、镨、钕等纯金属以及镧镍、钆铁、镝铁、钬铁、钐钴等合金，所用电解质主要为稀土氟化物和氟化锂。在电解生产过程中，由于加料、出炉、电极更换、电解槽维护和更换等操作，不可避免地产生大量的稀土熔盐渣，其主要成分为稀土氟化物、氟化锂、石墨、氟化钙、氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，其中稀土的含量(以稀土金属计)为5
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60％。钙热还原法是生产中重稀土钪、钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥和镥等纯金属的主要方法。该方法是以金属钙为还原剂，以纯的单一稀土氟化物为原料，在1400
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1600℃的真空或惰性气氛下进行还原反应，得到纯稀土金属和还原渣。因此，在稀土金属的生产过程中，不可避免地产生大量的还原渣，主要成分为氟化钙、少量稀土氟化物、稀土金属、金属钙和稀土氧化物，其中稀土的含量(以稀土金属计)为2
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15％。由于稀土元素种类较多，生产不同稀土金属和合金所产生的废渣中稀土种类和含量差异较大，又因为稀土氟化物、氟化钙等具有较高的稳定性，所以含氟稀土渣处理难度大，处理成本高。
[0003]目前，含氟稀土渣的处理方法主要有酸法和碱法。酸法工艺一般采用浓硫酸焙烧法，利用浓硫酸与氟化物反应生成HF的原理，该方法生产工艺长，产生大量的HF剧毒气体，对设备要求较高。
[0004]CN104843761A公开了一种环保低成本从稀土氟化物熔盐电解废料中回收稀土的方法，该方法以稀土氟化物熔盐电解废料为原料，经破碎磨粉、搅拌混料、焙烧碱转、球磨、洗涤、优溶浸出、萃取分离、沉淀、洗涤、灼烧等工艺制得单一或混合稀土氧化物。
[0005]CN101956078A公开了一种从稀土熔盐电解废料中分离回收稀土元素的方法，该方法以稀土金属熔盐电解废料为原料，经原料粉碎、氢氧化钙配料、氟置换、盐酸溶解、P507煤油盐酸体系萃取分离、碳酸沉淀、灼烧等工艺步骤，制得单一稀土氧化物。
[0006]CN105369042A公开了一种从氟盐体系稀土熔盐电解渣中提取稀土的方法，该方法通过将硅酸盐与氟化物体系的稀土熔盐电解渣混合，然后焙烧、洗涤、过滤、酸浸，得到稀土料液。
[0007]以上方法主要利用碱性物质在高温下与稀土氟化物作用，将稀土元素转变可溶于酸的稀土氧化物，从而进行酸浸提取回收。因此，酸液和碱液的用量大，设备条件和处理成本要求较高，并且未考虑氟元素的回收利用。
[0008]CN111534701A公开了一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法，该方法将稀土熔盐电解渣和锂源混合均匀得混合物；所得混合物依次进行一段真空焙烧、二段真空蒸馏，得到高纯氟化锂。
[0009]CN111961872A公开了一种提取钙热真空还原稀土渣中有价元素的方法，该方法采
用真空置换和真空蒸馏法，利用锂盐直接置换钙热还原稀土渣中的氟制取氟化锂，蒸馏渣经酸浸—萃取分离工艺制取稀土氟化物或氧化物。
[0010]以上方法中采用碳酸锂或氢氧化锂分解稀土熔盐渣和还原渣，并回收稀土元素，以氟化锂的形式回收氟元素，但是碳酸锂和氢氧化锂的价格昂贵，生产成本比较高。
[0011]因此，开发一种高效、节能并且环保的含氟稀土渣综合回收利用的方法具有重要意义。
技术实现思路
[0012]针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法，与现有技术相比，本专利技术所述方法可以高效回收含氟稀土渣中的稀土元素和氟元素，并将氟元素转化为高附加值的氟化铝，具有较高的应用价值。
[0013]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]本专利技术提供一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法，所述方法包括以下步骤：
[0015](1)混合含氟稀土渣和酸液，然后固液分离，得到第一滤渣和含稀土元素的第一滤液；
[0016](2)混合步骤(1)得到的所述第一滤渣和含氯化铝熔盐，然后依次经过焙烧、洗涤和固液分离，得到含稀土元素的第二滤液和含氟元素的第二滤渣。
[0017]本专利技术中，首先通过含氟稀土渣和酸液混合，然后固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，所述第一滤液中含有稀土元素，即通过步骤(1)可以将不溶性的稀土金属和稀土氧化物转化为可溶的稀土元素，从而回收部分稀土元素。同时，由于金属氟化物不溶于酸，通过步骤(1)，还可以将含氟稀土渣中的金属氟化物分离，保留于第一滤渣中。另外，采用酸液还可以去除含氟稀土渣中部分氧化物杂质，例如氧化钙、氧化铁和氧化镁等。进一步地，将步骤(1)得到的第一滤渣和含氯化铝熔盐混合，然后焙烧，第一滤渣中含有的金属氟化物与氯化铝反应，转化为金属氯化物和氟化铝，可以回收另一部分稀土元素和金属氟化物(例如氟化稀土、氟化钙和氟化锂)中的氟元素，并且氟化铝具有较高的附加值，可以应用于铝电解等行业。采用本专利技术提供的方法可以高效回收稀土元素和氟元素，将氟元素转化为具有较高价值的氟化铝，并且回收工艺清洁，没有污染。本专利技术中氟化物(以稀土氟化物、氟化钙和氟化锂为例)与氯化铝的反应过程如下：
[0018]REF3+AlCl3＝RECl3+AlF3[0019]3CaF2+2AlCl3＝3CaCl2+2AlF3[0020]3LiF+AlCl3＝3LiCl+AlF3[0021]其中，RE代表稀土原子，例如可以是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪或钇中的任意一种。
[0022]本专利技术中，所述含氯化铝熔盐由氯化铝和其它金属氯化物按摩尔比为1:(0.5
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4)混合，然后熔化后得到。所述其它金属氯化物包括碱金属氯化物或碱土金属氯化物，例如可以是氯化钠、氯化钾或氯化钙等。
[0023]本专利技术通过加入含氯化铝熔盐进行焙烧，相较于现有技术中用于提取氟元素的碳酸锂或氢氧化锂等助剂而言，本专利技术所述含氯化铝熔盐的成本远远低于碳酸锂或氢氧化
锂，并且对氟元素的回收率较高。同时，本专利技术选择含氯化铝熔盐进行焙烧，相较于只添加氯化铝进行焙烧，可以有效防止氯化铝挥发，节约处理成本，提高稀土元素的回收率和氟化铝的纯度。
[0024]优选地，所述含氟稀土渣包括稀土还原渣和/或稀土熔盐渣。
[0025]本专利技术对所述稀土还原渣没有特殊限定，可以是本领域技术人员熟知的任何稀土金属生产中产生的稀土还原渣，其主要成分包括稀土氧化物、稀土氟化物、其它金属氟化物(例如氟化钙)、稀土金属和其它金属单质(例如钙)等。
[0026]本专利技术对所述稀土熔盐渣没有特殊限定，可以是本领域技术人员熟知的任何稀土金属生产中产生的稀土熔盐渣，其主要成分包括稀土氟化物、其它金属氟化物(例如氟化锂和氟化钙)、金属氧化物(例如氧化铝和氧化铁)和二氧化硅等。
[0027]本专利技术中，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)混合含氟稀土渣和酸液，然后固液分离，得到第一滤渣和含稀土元素的第一滤液；(2)混合步骤(1)得到的所述第一滤渣和含氯化铝熔盐，然后依次经过焙烧、洗涤和固液分离，得到含稀土元素的第二滤液和含氟元素的第二滤渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含氟稀土渣混合前进行研磨；优选的，所述研磨后的含氟稀土渣的粒径为30
‑
160μm；优选地，所述含氟稀土渣包括稀土还原渣和/或稀土熔盐渣。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸液包括盐酸；优选地，所述含氟稀土渣中稀土元素与盐酸的摩尔比为1:(5.6
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15)；优选的，所述盐酸的浓度为0.5
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12mol/L；优选地，所述含氟稀土渣与酸液的固液比为1:(1
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10)kg/L，优选为1:(1
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5)kg/L。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的时间为10
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120min；优选的，步骤(1)所述混合的温度为20
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100℃。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一滤渣与含氯化铝熔盐中氯化铝的质量比为1:(1
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3)，优选为1:(1.6
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3)。6.根据权利要求1
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5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氯化铝熔盐包括NaAlCl4、KAlCl4或CaAlCl5中的任意一种或至少两种的组合。7.根据权利要求1
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6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的温度为300
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800℃。8.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘柯佳，张绘，黄梦玲，张旭霞，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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