本發明專利技術屬于稀土濕法冶金技術領域，具體涉及一種使用含鋁吸附劑去除氟碳鈰礦硫酸浸出液中氟的方法。本發明專利技術是將氫氧化鋁于450～600℃焙燒2～6h，制得活性氧化鋁含鋁吸附劑，將氟碳鈰礦硫酸浸出液稀釋10～100倍，調節酸度為0.1～1.0mol·L-1，加入含鋁吸附劑，加入量為0.5～10g/50ml，振蕩10～60min，然后進行固液分離，得到負載氟的含鋁吸附劑固體和脫氟硫酸浸出液。本發明專利技術通過除氟減少了含氟三廢物的產生，大大減輕了流程對環境的污染，同時對萃取前的硫酸浸出液進行除氟，可消除氟對后續稀土的提取與分離的影響。吸附后的吸附劑可進行再生利用，大大降低了成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于稀土濕法冶金
，具體涉及。
技術介紹
氟碳鈰礦是全世界儲量最大的稀土礦物，占稀土總量的70%以上，是稀土碳酸鹽和稀土氟化物的復合化合物，分子式為REFCO3,主要以輕稀土元素為主，氟碳鈰精礦一般含鋪約50wt. %，含氟7 9wt. %。目前應用于氟碳鈰礦的分解與稀土提取的工藝多達10余種，歸納起來主要有酸法和堿法，其中的酸法主要采用鹽酸或硫酸分解氟碳鈰礦提取稀土，在我國硫酸強化焙燒法是目前工業上分解氟碳鈰礦的主要方法，但由于F的存在，分解過程產生HF氣體污染環境，且該工藝生產流程長，化工原料消耗大，同時對設備的耐腐要求高，而堿法采用濃NaOH分解精礦，相對而言可減輕氟對環境的污染，但堿法要求精礦的品位高，同時對設備的耐腐要求同樣高，并且堿法的加熱問題至今沒有得到很好的解決，因此目前工業上很少采用。無論酸法或堿法，礦物分解過程必須采用酸堿，因而會產生廢酸堿或廢氣污染環境，同時這些方法最終必須采用鹽酸轉化成稀土氯化物，因此雜質溶出率高，會影響稀土的回收率。因此，對氟碳鈰礦進行綠色化學提取稀土，實現稀土資源的高效利用是我國稀土工業未來發展的方向。中國稀土學報2000年第一期(二(2-乙基己基)膦酸從含氟稀土硫酸溶液中萃取鈰的機制)公開了一種氧化焙燒-硫酸浸出-萃取法，其中硫酸浸出能使氟碳鈰礦中的稀土、氟和釷等有用資源全部浸出，使氟碳鈰礦中的資源得到全部利用，其次，將四價鈰與氟一起從氟碳鈰礦硫酸浸出液中萃取出來，在反萃過程中實現鈰與釷和氟的分離，少鈰三價稀土經萃取分離得到單一稀土產品，因此該方法是一種經濟清潔的方法。但氟碳鈰礦中伴生著約7 9%的氟，由于其極強的電負性和配位能力，在硫酸體系下，氟主要以配合物2+和REF3形式存在，使氟與稀土不易分離，并且在操作過程中由于萃取劑及稀釋劑中的某些還原性雜質易使萃取體系產生第三相，使萃取過程難以進行，因此，解決流程中氟的問題是該工藝能否實現工業化的關鍵。如中國專利CN1648264A公開了一種用含除氟劑的酸性水溶液將氟從負載氟鈰的有機相中除去，使其與鈰分離的方法；中國專利CN1114365A介紹了在洗液中加入鋁離子，使其與氟形成一種較穩定的絡合物。以上方法減輕了氟碳鈰礦濕法冶煉中產生的氟污染問題，也可消除氟對反萃鈰的干擾，具有一定的應用價值，但均是在萃取后利用氟絡合劑絡合氟離子，處理后的氟離子仍然留在體系中，因此無法從根本上排除氟離子的干擾。如能在萃取之前將氟從硫酸浸出液中除去，使氟/稀土分離，再進行稀土浸出與分離，可消除氟對后續處理工藝的影響，在目前的除氟方法中，吸附法由于工藝簡單，投資省，且除氟效果較好，是最為廣泛應用的除氟方法。在眾多的吸附材料中，含鋁吸附劑在酸性溶液中為陰離子交換劑，且鋁對氟有較強的配位能力，因此對氟有良好的選擇性，除氟效果較好，除氟容量較為穩定，是應用最廣泛的除氟材料。同時吸附氟后的鋁吸附劑又有較好的脫吸附再生能力。
技術實現思路
針對現有的氟碳鈰礦冶煉分離技術由于氟的存在而產生的問題，本專利技術提供，目的是通過向氟碳鈰礦氧化焙燒-硫酸浸出得到的氟碳鈰礦硫酸浸出液中加入含鋁吸附劑吸附氟，使氟與稀土分離，從而消除氟對后續處理工藝的影響，大大減輕了流程對環境的污染。并對吸附后的吸附劑進行解吸再生，從而降低成本。實現本專利技術目的的技術方案按照以下步驟進行(1)將氫氧化鋁于450 60(TC焙燒2飛h，制得含鋁吸附劑活性氧化鋁；(2)將氟碳鈰礦于40(T800°C氧化焙燒l_4h，向氧化焙燒后的氟碳鈰礦中加入濃度為O. 5飛.Omol · Γ1的硫酸，于5(Tl00°C浸出O. 5_4h，硫酸與氟碳鈰礦的液固重量比為(I(Tl) :1，得到氟碳鈰礦硫酸浸出液；(3)將氟碳鈰礦硫酸浸出液稀釋1(Γ100倍，調節酸度為O.Γ1. Omol · L—1，加入含鋁吸附劑，含鋁吸附劑加入量為O. 5 10g/50ml稀釋后浸出液，振蕩l(T60min，然后進行固液分離，得到負載氟的含鋁吸附劑固體和脫氟硫酸浸出液。向負載氟的含鋁吸附劑中加入濃度為O. rimol · L-1的再生劑硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、碳酸鈉或硫酸鋁溶液，攪拌反應4 24h，負載氟的含鋁吸附劑脫氟再生，循環利用，再生劑的加入量為25 100ml/g。脫氟硫酸浸出液可進行萃取分離單一稀土元素。與現有技術相比，本專利技術的特點和有益效果是(1)本專利技術以含有Ce4+、F—和RE3+的氟碳鈰礦氧化焙燒-硫酸浸出后得到的氟碳鈰礦硫酸浸出液為對象，向浸出液中加入含鋁吸附劑，由于鋁和氟具有較強的配位結合能力，從而使氟發生配位吸附，Ce4+以自由離子形式，與RE3+共同存在于水相中，然后經過固液分離，達到氟/稀土分離的目的；(2)本專利技術通過除氟減少了含氟三廢物的產生，大大減輕了流程對環境的污染，同時對萃取前的硫酸浸出液進行除氟，可消除氟對后續稀土的提取與分離的影響。吸附后的吸附劑可進行再生利用，大大降低了成本。附圖說明圖I為本專利技術的使用含鋁吸附劑去除氟碳鈰礦硫酸浸出液中氟的流程圖。圖2為本專利技術實施例I中負載氟后的含鋁吸附劑的EDS圖譜。具體實施例方式在本專利技術的工藝過程中酸度以EDTA-Ca絡合稀土，用標準氫氧化鈉溶液滴定，鈰的濃度用硫酸亞鐵銨氧化還原滴定，稀土元素的濃度用EDTA絡合滴定法測定，氟用檸檬酸鈉絡合鋁，用離子選擇性電極法測定；本專利技術采用的儀器型號為PXSJ-216離子計，PF-I氟離子電極。氟的吸附率η定義如下- C )/CJ:<100%4式中必、6；—吸附前后待測離子的濃度(mol/1)。采用的氟碳鈰礦產自四川冕寧。實施例I(1)將氫氧化鋁于450°c焙燒6h，制得含鋁吸附劑活性氧化鋁；(2)將氟碳鈰礦于400°C氧化焙燒4h，向氧化焙燒后的氟碳鈰礦中加入濃度為I. Omol -Γ1的硫酸，于50°C浸出4h，硫酸與氟碳鈰礦的液固重量比為5:1，得到氟碳鈰礦硫酸浸出液；(3)將氟碳鈰礦硫酸浸出液稀釋10倍，調節酸度為O.Imol · L—1，其中F—濃度為5. 2X 10_3mol · Λ Ce4+ 濃度為 2. 7Χ 10_3mol · Λ RE 3+ 濃度為 3. 2Χ 10_3mol · Λ 加入含鋁吸附劑活性氧化鋁2. 5g/50ml，振蕩30min，然后進行固液分離，測得水相中F_濃度為I. 42X 1(Γ3 mo I · Λ Ce4+ 濃度為 2. 5Χ 10_3mol · Λ RE 3+ 濃度為 2. 92X 1(T3 mo I · Λ η為 72. 69%ο負載氟后的含鋁吸附劑的EDS圖如附圖2所示，圖中氟元素的出現表明氟被吸附到氧化鋁表面，而未出現稀土元素，說明活性氧化鋁可實現氟與稀土的分離。向負載氟的含鋁吸附劑中加入濃度為O. 4mol -Γ1的再生劑氫氧化鈉溶液，攪拌反應4h，負載氟的含鋁吸附劑脫氟再生，循環利用，再生劑的加入量為25ml/g。實施例2(1)將氫氧化鋁于550°C焙燒4h，制得含鋁吸附劑活性氧化鋁；(2)將氟碳鈰礦500°C氧化焙燒3h，向氧化焙燒后的氟碳鈰礦中加入濃度為O.5mol *L_1的硫酸，于70°C浸出2h，硫酸與氟碳鈰礦的液固重量比為10:1，得到氟碳鈰礦硫酸浸出液；(3)將氟碳鈰礦硫酸浸出液稀釋50倍，調本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種使用含鋁吸附劑去除氟碳鈰礦硫酸浸出液中氟的方法,其特征在于按照以下步驟進行：（1）將氫氧化鋁于450～600℃焙燒2~6h，制得含鋁吸附劑活性氧化鋁；（2）將氟碳鈰礦于400~800℃氧化焙燒1？4h，向氧化焙燒后的氟碳鈰礦中加入濃度為0.5~6.0mol·L？1的硫酸，于50~100℃浸出0.5？4h，硫酸與氟碳鈰礦的液固重量比為（10~1）:1，得到氟碳鈰礦硫酸浸出液；（3）將氟碳鈰礦硫酸浸出液稀釋10~100倍，調節酸度為0.1~1.0mol·L？1，加入含鋁吸附劑，含鋁吸附劑加入量為0.5~10g/50ml稀釋后浸出液，振蕩10~60min，然后進行固液分離，得到負載氟的含鋁吸附劑固體和脫氟硫酸浸出液。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：薛向欣，何金桂，李勇，黃小衛，楊合，茹紅強，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：
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