稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前稀土金屬冶煉主要的方法是金屬熱還原法及熔鹽電解法。熔鹽電解法產(chǎn)生的稀土熔鹽渣主要由稀土氟化物、稀土合金、氟化鋰、石墨、及少量的硅酸鈣、鐵所組成。以往針對(duì)稀土熔鹽渣的處理工藝采用的是傳統(tǒng)的硫酸焙燒法，其所產(chǎn)生的含hf、so2廢氣對(duì)環(huán)境有一定的影響，且廢氣的凈化治理措施復(fù)雜，難以達(dá)到環(huán)保要求。本發(fā)明旨在提出一種方法，通過酸預(yù)處理除雜，然后利用堿熱法處理稀土熔鹽渣以達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、高回收率的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種環(huán)保、節(jié)能、成本低的稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝。
[0004]本發(fā)明的稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝，具體步驟如下:
步驟1:稀土熔鹽渣粉碎，稀土熔鹽渣經(jīng)鄂式破碎機(jī)進(jìn)行初破后用濕式球磨使渣料粉碎粒度達(dá)到300目，然后經(jīng)過板框壓濾機(jī)壓濾，板框渣料測(cè)含水率后備用；
步驟2:酸預(yù)處理，將上步驟所得粉碎后的稀土熔鹽渣干重2噸，投入5m3的攪拌桶，加水?dāng)嚢?，使液固?:1，然后以均勻的速度加入98%的濃硫酸，直至反應(yīng)體系酸度多0.5 M為反應(yīng)終點(diǎn)，攪拌I小時(shí)，加入清水至滿桶攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液送硫酸稀土復(fù)鹽沉淀桶沉淀稀土，濾渣測(cè)含水率后備用，化學(xué)反應(yīng)式:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ?2LiF + H2SO4 = Li2SO4 +2HF ?CaS13 + H2SO4 = CaSO4 + H2SO3 ?2RE + 3H2S04 = RE2 (SO4) 3 + 3Η2 ? ；
步驟3:堿轉(zhuǎn)化，所用設(shè)備為5m3攪拌桶，投入步驟2所產(chǎn)生扣除水分后的干重濾渣2噸，加水調(diào)漿，使液固比2:1，攪拌均勻后向攪拌桶中投入固體氫氧化鈉，以反應(yīng)初始?xì)溲趸c濃度為70%標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算投入量，反應(yīng)維持I小時(shí)，加清水至滿桶后攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液儲(chǔ)存至堿回收池，濾渣送洗滌工序，反應(yīng)式:
REF3+3NaoH = RE(oH)3丨 + 3NaFH2Si03+NaoH = Na2S13 + H2O ；
步驟4:洗滌，將步驟3所產(chǎn)生濾渣投入到5m3攪拌桶中，加滿清水洗滌，連續(xù)過濾連續(xù)洗滌，直至洗液PH值8.5-9.5，板框壓濾機(jī)過濾；
步驟5:酸溶，以步驟4產(chǎn)生的扣除水分后的干重物料2噸投入到5m3攪拌桶中，加水調(diào)成漿狀，在攪拌條件下放入30%濃度鹽酸溶解，終酸控制PH = 1，板框壓濾，濾液送萃取分離，濾渣返回步驟3進(jìn)行二次堿轉(zhuǎn)化重復(fù)步驟4、5回收一次轉(zhuǎn)化未完全轉(zhuǎn)化的稀土 ；
步驟6:重選，通過刻槽搖床水力分選富集稀土氟化物，將步驟5 二次酸溶后的渣料通過刻槽搖床水力分選，重砂部分為富集的稀土熔鹽渣，返回步驟3、4、5處理。
[0005]本發(fā)明的稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝生產(chǎn)成本低，利用稀土氟化物在堿性條件下加熱可轉(zhuǎn)化為稀土氫氧化物的原理，在常壓狀態(tài)下用氫氧化鈉溶解熱使難溶于酸的稀土氟化物轉(zhuǎn)化為酸易溶解的稀土氫氧化物，通過清水洗滌除去反應(yīng)所產(chǎn)生的NaF，使稀土氫氧化物得以純化，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的處理目的，反應(yīng)最終產(chǎn)物稀土氫氧化物經(jīng)酸溶后料液經(jīng)過簡(jiǎn)單除雜可直接進(jìn)入萃取分離系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0006]一種稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝，其具體步驟如下:
步驟1:稀土熔鹽渣粉碎，稀土熔鹽渣經(jīng)鄂式破碎機(jī)進(jìn)行初破后用濕式球磨使渣料粉碎粒度達(dá)到300目，然后經(jīng)過板框壓濾機(jī)壓濾，水循環(huán)回濕式球磨再使用，板框渣料測(cè)含水率后備用，測(cè)含水率是為了下個(gè)步驟計(jì)算干重；
步驟2:酸預(yù)處理，將上步驟所得粉碎后的稀土熔鹽渣干重2噸，投入5m3的攪拌桶，加水?dāng)嚢?，使液固?:1，然后以均勻的速度加入98%的濃硫酸，直至反應(yīng)體系酸度維持在多0.5 M為反應(yīng)終點(diǎn)，攪拌I小時(shí)，加入清水至滿桶攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液送硫酸稀土復(fù)鹽沉淀桶沉淀稀土，濾渣測(cè)含水率后備用，以上步驟主要是除去大部分鐵、媽、鈕等雜質(zhì)；
步驟3:堿轉(zhuǎn)化，所用設(shè)備為5m3鋼板焊制攪拌桶，外加保溫層，投入步驟2所產(chǎn)生扣除水分后的干重濾渣2噸，加水調(diào)漿，使液固比2:1，攪拌均勻后向攪拌桶中投入固體氫氧化鈉，以反應(yīng)初始?xì)溲趸c濃度為70%標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算投入量，反應(yīng)維持I小時(shí)，加清水至滿桶后攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液儲(chǔ)存至堿回收池，濾渣送洗滌工序；
步驟4:洗滌，將步驟3所產(chǎn)生濾渣投入到5m3攪拌桶中，加滿清水洗滌，連續(xù)過濾連續(xù)洗滌，直至洗液PH值9，此時(shí)NaF、Na2S13S本已洗滌去除干凈，板框壓濾機(jī)過濾后濾渣即為氫氧化稀土為主的物料；
步驟5:酸溶，以步驟4產(chǎn)生的扣除水分后的干重物料2噸投入到5m3攪拌桶中，加水調(diào)成漿狀，在攪拌條件下放入30%濃度鹽酸溶解，終酸控制PH = 1，板框壓濾，濾液送萃取分離，濾渣返回步驟3進(jìn)行二次堿轉(zhuǎn)化重復(fù)步驟4、5回收一次轉(zhuǎn)化未完全轉(zhuǎn)化的稀土 ；
步驟6:重選，利用稀土氟化物的比重與石墨及硅酸鹽的比重差，通過刻槽搖床水力分選富集稀土氟化物，將步驟5 二次酸溶后的渣料通過刻槽搖床水力分選，重砂部分為富集的稀土熔鹽渣，返回步驟3、4、5處理，尾砂可作一般工業(yè)廢物處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝，其特征在于:具體步驟如下: 步驟1:稀土熔鹽渣粉碎，稀土熔鹽渣經(jīng)鄂式破碎機(jī)進(jìn)行初破后用濕式球磨使渣料粉碎粒度達(dá)到300目，然后經(jīng)過板框壓濾機(jī)壓濾，板框渣料測(cè)含水率后備用； 步驟2:酸預(yù)處理，將上步驟所得粉碎后的稀土熔鹽渣干重2噸，投入5m3的攪拌桶，加水?dāng)嚢?，使液固?:1，然后以均勻的速度加入98%的濃硫酸，直至反應(yīng)體系酸度多0.5 M為反應(yīng)終點(diǎn)，攪拌I小時(shí)，加入清水至滿桶攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液送硫酸稀土復(fù)鹽沉淀桶沉淀稀土，濾渣測(cè)含水率后備用； 步驟3:堿轉(zhuǎn)化，所用設(shè)備為5m3攪拌桶，投入步驟2所產(chǎn)生扣除水分后的干重濾渣2噸，加水調(diào)漿，使液固比2:1，攪拌均勻后向攪拌桶中投入固體氫氧化鈉，以反應(yīng)初始?xì)溲趸c濃度為70%標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算投入量，反應(yīng)維持I小時(shí)，加清水至滿桶后攪拌半小時(shí)，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾，濾液儲(chǔ)存至堿回收池，濾渣送洗滌工序； 步驟4:洗滌，將步驟3所產(chǎn)生濾渣投入到5m3攪拌桶中，加滿清水洗滌，連續(xù)過濾連續(xù)洗滌，直至洗液PH值8.5-9.5，板框壓濾機(jī)過濾；步驟5:酸溶，以步驟4產(chǎn)生的扣除水分后的干重物料2噸投入到5m3攪拌桶中，加水調(diào)成漿狀，在攪拌條件下放入30%濃度鹽酸溶解，終酸控制PH = 1，板框壓濾，濾液送萃取分離，濾渣返回步驟3進(jìn)行二次堿轉(zhuǎn)化重復(fù)步驟4、步驟5回收一次轉(zhuǎn)化未完全轉(zhuǎn)化的稀土 ；步驟6:重選，將步驟5 二次酸溶后的渣料通過刻槽搖床水力分選，重砂部分為富集的稀土熔鹽渣，返回步驟3、步驟4、步驟5處理。
【專利摘要】一種稀土金屬冶煉渣環(huán)保處理工藝，具體步驟為，稀土熔鹽渣粉碎、酸預(yù)處理、堿轉(zhuǎn)化、洗滌、酸溶、重選，它是利用稀土氟化物在堿性條件下加熱可轉(zhuǎn)化為稀土氫氧化物的原理，在常壓狀態(tài)下用氫氧化鈉溶解熱使難溶于酸的稀土氟化物轉(zhuǎn)化為酸易溶解的稀土氫氧化物，通過清水洗滌除去反應(yīng)所產(chǎn)生的NaF，使稀土氫氧化物得以純化，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的處理目的，反應(yīng)最終產(chǎn)物稀土氫氧化物經(jīng)酸溶后料液經(jīng)過簡(jiǎn)單除雜可直接進(jìn)入萃取分離系統(tǒng)。
【IPC分類】C22B7-04, C22B59-00
【公開號(hào)】CN104818390
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510244696
【發(fā)明人】孫東江
【申請(qǐng)人】孫東江
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日