專利名稱：一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法
技術領域：
:本發明涉及一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，屬于濕法冶金和工業環境保護技術領域。
背景技術：
:眾所周知，白云鄂博稀土礦是氟碳鈰礦與獨居石的一種混合礦，由其生產的稀土精礦中釷(以ThO2計)含量為0.15^0.25%。20世紀80年代初，隨著稀土精礦品位的提高，為了抑制釷等雜質進入水浸液，簡化工藝，降低成本，北京有色金屬研究總院研究了濃硫酸強化焙燒工藝，將精礦焙燒溫度提高到400°C以上，使得釷以難溶的焦磷酸釷的形式存在于廢渣中，從而形成放射性廢渣。此工藝中，為了除去精礦分解后水浸液中的P，還在焙燒段按Fe:P為3:1，人為的加入了大量鐵精粉，進一步加大了放射性廢渣量。目前，90%以上的白云鄂博稀土精礦采用濃硫酸強化焙燒工藝進行分解。經此工藝每分解一噸含REO為50%的稀土精礦，可產生約0.6 t以上的干廢渣，干廢渣中ThO2含量(質量百分數)為0.259Π).42%，REO含量為3.0%左右，全鐵含量為8 12%。以年處理12萬噸混合稀土精礦計算，則產生7.2萬噸廢渣，渣運輸費和庫存費合計為300元/噸，以此計算，每年需要支付2160萬元庫存費，并且造成了 2160t的REO和180t以上的ThO2資源閑置浪費。此渣已經經過了幾十年庫存堆放，不僅給生產企業帶來了巨大的壓力，也給周邊環境帶來了放射性污染。2005年，徐光憲院士發表了 “白云鄂博礦釷資源開發利用迫在眉睫” 一文，文章指出釷資源作為核燃料的利用率比天然鈾高200倍，截止到2005年，白云鄂博礦過去45年的開采已損耗了 2.5萬噸釷，還造成了環境的放射性污染。并提出每年伴隨著稀土提取相應的有二氧化釷也應該被提取出來，作為國家能源儲備。由于廢渣中放射性元素釷含量高，廢渣的放射性比活度超過國家放射性廢物排放標準，又因為釷的使用受到限制，所以，此廢渣一直被作為放射性廢渣保存在渣庫中。張國成等通過對混合精礦和濃硫酸焙燒的失重曲線與差熱曲線分析，得出在20(T30(TC，磷酸脫水轉變成焦磷酸，焦磷酸與硫酸釷作用生成難溶的焦磷酸釷，所以還沒有發現相關文獻記載對此渣中的釷資源回收利用
發明內容
:本發明的目的是提供一種可以將稀土酸法工藝廢渣中釷溶出的對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，以解決由酸法工藝放射性廢渣造成的放射性危害、資源浪費，以及節省為廢渣花費的巨額搬運、儲存費用。本`方法在釷被溶出的同時，也將廢渣中有價的稀土和鐵一起溶出。在回收放射性資源釷，將放射性固體廢物變為非放射性固體廢物的同時，實現廢渣的經濟價值；本發明的另一個目的是克服本領域技術人員認為的稀土酸法工藝廢渣中釷以難溶的焦磷酸釷的形式存在的偏見。本發明的方法是:以稀土酸法工藝產生的廢渣為原料，按酸渣比(酸渣比指的是酸溶液和干廢渣質量比)為0.2:Γ .0:1將稀土酸法工藝廢渣與酸度為lmol/Llmol/L的HC1、H2SO4, HNO3中的一種或一種以上的混合酸溶液進行混合，在60°C至沸騰的溫度條件下攪拌浸出，浸出終點以二次廢渣中ThO2質量百分含量小于0.05%,放射性比活度
<7.4X IO4BqAg為準，過濾洗滌濾餅后得到浸出液和二次廢渣；浸出液經伯胺萃取，硝酸反萃成硝酸娃溶液；萃娃余液用堿調節pH至4.5^5.5,沉淀出Fe(OH)3副產品；濾液為稀土料液產品。所述萃釷余液用堿調節pH值中的堿可以是MgO、Ca (OH) 2、NaOH或NH3.H2O0由于浸出過程不消耗酸，而且酸法工藝廢渣中本來就夾帶部分酸，所以總體來看，浸出前后浸出液中酸量不但沒有減少，還略有增加，因此，此浸出液能夠循環浸出使用。得到的二次廢渣中REO質量百分含量在3.0%左右，ThO2質量百分含量彡0.05%，放射性比活度< 7.4X104Bq/Kg。此廢渣不必再建庫存放，可直接作為稀土選礦原料，或經長時間建壩存放后作為工業原材料使用。浸出液經過6次以下循環浸出。循環次數受到多方面因素影響，首先，由于每次浸出得到的二次廢渣都夾帶部分浸出液，要經過水洗滌，這樣就使浸出液體積增加，酸度下降，需要補充新酸到指定濃度。其次，隨著循環次數的增加，浸出液中稀土，釷和鐵鹽分含量增高，使得廢渣中稀土，釷和鐵的溶解受到阻礙，影響到循環次數。本發明的優點是:克服了本領域技術人員認為的稀土酸法工藝廢渣中釷以難溶的焦磷酸釷的形式存在的偏見，用酸浸出法實現了對稀土酸法工藝廢渣中釷的浸出回收；本發明的方法實現了水浸廢渣中REO溶出率達50%以上，ThO2溶出率達90%以上，Fe溶出率達85%以上，二次廢渣渣量減少到原渣渣量的50%以下，二次廢渣中ThO2質量百分含量(0.05%，放射性比活度< 7.4X 104Bq/Kg，可直接作為稀土選礦原料，或經長時間建壩存放后作為工業原材料使用。此工藝方法解決了現行酸法工藝中放射性廢渣問題，最終達到廢渣資源綜合回收利用的目的。
具體實施方式
:本工藝原料處理過程如下:濕廢渣原料來自于某稀土公司渣庫。濕廢渣經100°C烘干，研磨，過80目篩，成為實驗用廢渣。表I為廢渣化學成分及含量表。表I廢渣的化學成分及含量(％)
權利要求
1.一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，其特征是:以稀土酸法工藝產生的廢渣為原料，按酸渣比為0.2: f 1.0:1將稀土酸法工藝廢渣與酸度為lmol/Llmol/L的HC1、H2SO4, HNO3中的一種或一種以上的混合酸溶液進行混合，在60°C至沸騰的溫度條件下攪拌浸出，浸出終點以二次廢渣中ThO2質量百分含量小于0.05%,放射性比活度<7.4X IO4BqAg為準，過濾洗滌濾餅后得到浸出液和二次廢渣；浸出液經伯胺萃取，硝酸反萃成硝酸娃溶液；萃娃余液用堿調節pH至4.5^5.5,沉淀出Fe(OH)3副產品；濾液為稀土料液產品。
2.根據權利要求1所述的對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，其特征是:所述浸出液循環浸出使用，其循環浸`出使用的次數為6次以下。
全文摘要
本發明涉及一種對稀土酸法工藝廢渣中稀土、釷和鐵的回收方法，其特征是以稀土酸法工藝產生的廢渣為原料，按酸渣比為0.2:1~1.0:1將稀土酸法工藝廢渣與酸度為1mol/L~4mol/L的HCl、H2SO4、HNO3中的一種或一種以上的混合酸溶液進行混合，在60℃至沸騰的溫度條件下攪拌浸出，浸出終點以二次廢渣中ThO2質量百分含量小于0.05%，放射性比活度＜7.4×104Bq/Kg為準，過濾洗滌濾餅后得到浸出液和二次廢渣；浸出液經伯胺萃取，硝酸反萃成硝酸釷溶液；萃釷余液用堿調節pH至4.5~5.5，沉淀出Fe(OH)3副產品；濾液為稀土料液產品。其優點是實現了水浸廢渣中REO、ThO2、Fe的溶出，二次廢渣渣量減少到原渣渣量的50%以下，二次廢渣中ThO2質量百分含量≤0.05%，放射性比活度＜7.4×104Bq/Kg。
文檔編號C22B60/02GK103184343SQ20131007451
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者崔建國, 馬瑩, 張春新, 琚建勇, 于曉麗, 張赟馨, 曹鴻璋 申請人:包頭稀土研究院, 包頭市世博稀土萃取裝備有限公司