專利名稱：樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法
技術領域：
本發明涉及一種稀土金屬濕法冶金工藝，尤其是樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的濕法冶金方法。
背景技術：
鈧屬于稀土金屬，鈧在地殼里的含量只有5*10-6,也就相當于每一噸地殼物質里面有5克，不但和其他輕元素相比要低不少，在整個稀土元素中含量也僅屬中等，大概只有鈰的1/10。隨著對稀土元素分離方法的日益改進，如今用于提純鈧的化合物，已經有了相當成熟的工藝流程。用〃分級沉淀〃法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。另一種方 法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離。現有的鈧的回收主要有一、從鈦鐵礦生產鈦白的廢液回收鈧，硫酸法從鈦鐵礦生產鈦白粉時，水解酸性廢液中含鈧量約占鈦鐵礦中總含量的80%。我國生產的氧化鈧，絕大部分來自鈦白粉廠。采用P204-TBP-煤油協同萃取初期富集鈧，NaOH反萃，鹽酸溶解，再經55% 62% (或P350)萃淋樹脂萃取色譜分離凈化鈧，最后經草酸精制得純度大于99. 9%，整個方法鈧的收率大于70%。前蘇聯以O. 4M P204自鈦白母液中提取鈧，0/Α=1/100時鈧差不多能完全同鈦、鐵、鈣等雜質分離，用固體NaF反萃鈧，再用3%H2S04溶解，擴大試驗鈧的回收率為85% 90%。還有研究用P204-TBP從鈦白母液中提鈧時，先加入抑制劑，抑制P204對鐵、鈦的萃取，而后用混酸及硫酸洗滌萃取有機相。還有用N1923選擇性萃鈧，而后再加TBP萃鈧進一步除雜，兩段鈧總共濃縮了 50多倍，草酸精制后Sc2O3純度為99%，回收率為84%。此外離子交換法、乳狀液膜法也已用于鈦白廢液提鈧。二、從氯化煙塵中提取鈧，在鈦鐵礦進行電弧爐熔煉高鈦渣時，由于Sc2O3與鈮、袖、I凡等氧化物一樣生成熱聞，故很穩定不會被還原而留在聞欽禮中。將此聞欽禮:進行聞溫氯化生產TiCl4時，鈧在氯化煙塵中被富集。對此國內研究了濕法冶金提取Sc2O3的流程，包括水浸、TBP煤油溶液萃取、草酸沉淀凈化及灼燒等單元操作，先后進行了小型和擴大試驗，得到純度99. 5%的Sc2O3產品；從氯化煙塵到產品，鈧回收率為60%。三、從赤泥中回收鈧，據估算，全世界200萬t的鈧儲量中有75% 80%是伴生在鋁土礦中，在生產氧化鋁過程中，鋁土礦在堿溶時，Fe、Ca、Si、Mg、Ti、Sc等元素由于氧化鋁的大量溶解而留在赤泥中得到富集，鋁土礦中98%以上的鈧富集于赤泥中，其Sc2O3的含量可達O. 02%。從赤泥中回收鈧的方法有還原熔煉法處理赤泥；硫酸化焙燒處理赤泥；廢酸洗液浸出處理赤泥；直接用濃度50%，的硫酸浸出；用濃鹽酸浸取。從赤泥中回收鈧的原則流程如圖所示。四、利用選礦和濕法冶金的方法從礦石中提取鈧，利用選礦的方法可以先將原料中的鈧進行富集，提高鈧的品位，然后采用浸出，萃取，草酸沉淀，灼燒提純等濕法冶金的工藝獲得Sc203。目前在這方面研究的較多的有昆明理工大學張宗華教授，較成功的項目有從攀枝花尾礦中提鈧和從長江三峽淤泥中提鈧等。
CN1043752公開了一種《從礦石萃取鈧的方法》，將鋯英石砂送入一個約
1O O (TC的流態化床氯化器，以產生一個蒸汽相和固態殘余物，并從該固態殘余物回收鈧。即用酸的水溶液(例如H C I )浸出該殘余物而形成含鈧水溶液,接著使該水溶液與含欣烷基磷酸酯的有機相接觸，聚烷基磷酸酯(例如磷酸三丁酯)將鈧萃取到該有機相中，接著通過加入銨形成氫氧化鈧沉淀使鈧析出，焙澆該氫氧化鈧，從而鈧以氧化物形式被回收。CN1127791公開了《一種從含鈧稀土混合物中富集和制備高純鈧的方法》，用羧酸作萃取劑，添加適量的醇，煤油為稀釋劑。水相為鹽酸介質，以錯流萃取富集微量鈧，鈧富集度為 I 0 — 5 O %。CN87101034公開了一種《從鈦鐵礦中回收鈧》的方法，從酸度5 — 8MOL—H
2S O 4，鈧含量5 — 2 O毫克/升的鈦鐵礦硫酸分解除鈦液中用0.5MP2 0 4 + 4 — 8 % T B P—煤油，相比O / A= I / 2 0，平衡I 5分鐘，協同萃取初期富集鈧，萃后有機相不經洗滌鈦等雜質，直接用N a O H反萃鈧，鹽酸溶解，再經含5 5 - 6 2 % T B P(或P 3 5 O )組成的萃取樹脂上萃取色譜分離凈化鈧。樹脂粒經I O O — I 5 O篩目，流速I毫升/厘米2分，最后經草酸精制得純度大于9 9 . 9 % S c 2 O 3。鈧常共生于鎢礦、鈦鐵礦、鈾礦和鋁土礦等礦石中。鈧的提取必須根據富鈧物料的具體情況，選擇適合的分離方法，才能達到經濟而有效的目的。鈧從礦石中溶解進入溶液后，首先要與大量的其它雜質分離，并進行富集與提純。離子交換法是主要方法之一。鈧的常規離子交換法，需進行浸出，過濾，吸附，等各個單元操作，費時復雜。
發明內容
本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法，包括以下步驟a、將含鈧物料破碎、加水磨細至粒度小于O. 074mm的> 70% ；b、調漿，將磨至粒度小于O. 074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ；C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到20_200g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:3-1:12 ;d，將大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為25-50°C，浸出和吸附時間為4-96h ；e、經過多級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為10-20kg/m3，單級吸附時間為10-24h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，先用I摩爾鹽酸溶液凈化處理，然后用I. 5摩爾碳酸銨溶液和I摩爾鹽酸溶液按I : I混合后將鈧解析下來，解析流速1-2毫升每分鐘每平方厘米進行解吸，得到鈧解析液；g、解析液用氨水或氫氧化鈉沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出吸附回收率大于75%。d步驟所述的大孔徑陽離子交換樹脂是指磷酸基陽離子交換樹脂或羧基陽離子交換樹脂。e步驟所述的多級連續逆流酸浸和樹脂吸附為2— 6級有益效果本發明采 用常溫常壓連續逆流的邊浸出邊吸附的浸出和樹脂吸附在一套裝置中同時進行的工藝。將鈧的多級浸出，吸附工序集中在一套系統中同時運行，并節省過濾操作和設備投資。優點1.工藝簡單，系統緊湊，廠房占地面積減少；2.大量減少浸出，吸附，過濾的投資；3，使鈧得到有效提取，回收率提高，生產成本降低，易于推廣應用。
附圖樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例作進一步的詳細說明樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法，包括以下步驟a、將含鈧物料破碎、加水磨細至粒度小于O. 074mm的> 70% ；b、調漿，將磨至粒度小于O. 074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ；C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到20_200g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:3-1:12 ;d，將磷酸基或羧基大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為25-50°C，浸出和吸附時間為4-96h ；e、經過2— 6級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為10-20kg/m3，單級吸附時間為10-24h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，先用I摩爾鹽酸溶液凈化處理，然后用I. 5摩爾碳酸銨溶液和I摩爾鹽酸溶液按I : I混合后將鈧解析下來，解析流速1-2毫升每分鐘每平方厘米進行解吸，得到鈧解析液；g、解析液用氨水或氫氧化鈉沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出吸附回收率大于75%。實施例Ia、將含鈧55g/t物料破碎、加水磨細至粒度小于O. 074mm的> 70% ；b、調漿，將磨至粒度小于O. 074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ；C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到50g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:6 ;d，將羧基大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為28°C，浸出和吸附時間為96h ；e、經過3級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為15kg/m3，單級吸附時間為24h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，為了降低鈣鎂鐵等雜質離子，對飽和樹脂，用O. 8摩爾硫酸溶液凈化處理，然后用2摩爾碳酸銨溶液和I. 5摩爾硫酸溶液將鈧解析下來，解析流速I. 5毫升每分鐘每平方厘米，得到鈧解析液；g、解析液用氫氧化鈉沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出吸附回收率大于75%。實施例2a、將含鈧110g/t物料破碎、加水磨細至粒度小于O. 074mm的> 70% ；b、調漿，將磨至粒度小于O. 074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ；·C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到30g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:8;d，將磷酸基大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為25°C,浸出和吸附時間48h ；e、經過4級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為20kg/m3，單級吸附時間為20h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，先用I. 2摩爾鹽酸溶液凈化處理，然后用I. 5摩爾碳酸銨溶液和I摩爾鹽酸溶液按I : I混合后將鈧解析下來，解析流速I毫升每分鐘每平方厘米，得到鈧解析液；g、解析液用氨水沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，含鈧35%，將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出吸附回收率大于 75%。實施例3a、將含鈧160g/t物料破碎、加水磨細至粒度小于O. 074mm的> 70% ；b、調漿，將磨至粒度小于O. 074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ；C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到40g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:10;d，將磷酸基大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為26°C，浸出和吸附時間為48h ；e、經過5級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂補加到最后第4級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為12kg/m3，單級吸附時間為12h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，為了降低鈣鎂鐵等雜質離子先用I摩爾鹽酸溶液凈化處理，然后用用I摩爾硝酸溶液凈化處理。然后用I. 5摩爾碳酸銨溶液和I摩爾硝酸溶液將鈧解析下來，解吸流速2毫升每分鐘每平方厘米，得到鈧解析液；g、解析液用氫氧化鈉沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，含鈧45%將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出 吸附回收率大于75%。
權利要求
1.一種樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法，其特征在于，包括以下步驟 a、將含鈧物料破碎、加水磨細至粒度小于O.074mm的> 70% ； b、調衆一將磨至粒度小于O.074mm的含鈧物料置于調漿槽，調至質量濃度為30% ； C、泵入反應槽中，加入硫酸、鹽酸或硝酸，使礦漿中游離酸濃度達到20-200g/l，常壓下酸浸，浸出總液固比1:3-1:12 ； d，將大孔徑陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，浸出和吸附溫度為25-50°C，浸出和吸附時間為4-96h ； e、經過多級連續逆流酸浸和樹脂吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；樹脂的礦漿濃度為10-20kg/m3，單級吸附時間為10-24h ;浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統； f、吸附鈧的樹脂篩出后用清水洗凈礦漿，裝入樹脂柱，先用I摩爾鹽酸溶液凈化處理，然后用I. 5摩爾碳酸銨溶液和I摩爾鹽酸溶液按I :1混合后將鈧解析下來，解析流速1-2毫升每分鐘每平方厘米進行解吸，得到鈧解析液； g、解析液用氨水或氫氧化鈉沉淀，洗滌后烘干，煅燒得到粗氧化鈧，將粗氧化鈧再進行鈧酸溶解，再經離子交換樹脂柱進一步分離提純，鈧的品位達99%，鈧浸出吸附回收率大于75%。
2.按照權利要求I所述的樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法，其特征在于，d步驟所述的大孔徑陽離子交換樹脂是指磷酸基陽離子交換樹脂或羧基陽離子交換樹脂。
3.按照權利要求I所述的樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法，其特征在于，e步驟所述的多級連續逆流酸浸和樹脂吸附為2— 6級。
全文摘要
本發明涉及一種樹脂礦漿法從含鈧物料中提取鈧的方法。將含鈧物料破碎、加水磨細，加入硫酸、鹽酸或硝酸，常壓下酸浸，將陽離子交換樹脂投入到多級連續逆流反應槽中，邊浸出邊吸附，經多級連續逆流酸浸和吸附，負載樹脂從第一級反應槽定時定量提取，后面反應槽中樹脂依次向前等量串動，再生樹脂或新樹脂補加到最后一級反應槽中；浸出吸附后的礦漿進入尾礦綜合處理系統；本發明采用常溫常壓連續逆流的邊浸出邊吸附，將鈧的多級浸出和吸附集中在一套裝置中同時進行，節省了過濾操作和設備投資。工藝簡單，系統緊湊，廠房占地面積減少；大量減少浸出，吸附，過濾的投資；使鈧得到有效提取，回收率提高，生產成本降低。
文檔編號C22B3/42GK102899485SQ20121042469
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者馬忠誠, 劉力勇, 趙孟珊, 袁鳳艷, 孟慶偉, 李韌, 劉丹丹, 侯俊杰, 王學哲, 李海蓮, 池丕華, 商雅文 申請人:吉林吉恩鎳業股份有限公司, 吉林昊融技術開發有限公司