專利名稱：稀土尾礦提取稀土-制備硫酸鈣晶須技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土-鈣資源分離提取技術(shù)，特別是涉及一種稀土尾礦稀土-鈣資源分離提取技術(shù)。
背景技術(shù)：
選礦廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量浮選稀土尾礦，該尾礦中鈣含量較高，過(guò)去，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者和科研單位，對(duì)包鋼選礦廠浮選稀土尾礦中稀土、鈮和鐵的回收進(jìn)行了研究，并取得了一定的成果，但在回收鈣礦物方面，相關(guān)研究報(bào)道還不多見(jiàn)。因此，以尾礦和工業(yè)廢棄物為原料制備硫酸鈣晶須的研究，既是保護(hù)環(huán)境的需要，更是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。硫酸鈣晶須(石膏晶須)分為半水、無(wú)水和二水硫酸鈣晶須，它具有均勻的結(jié)構(gòu)、 完整的外形、特定的橫截面、穩(wěn)定的尺寸。與其他短纖維相比，它具有抗化學(xué)腐蝕、韌性好、 強(qiáng)度高、易進(jìn)行表面處理、與橡膠塑料等聚合物的親和力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。硫酸鈣晶須是一種性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的綠色環(huán)保材料，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所以國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)硫酸鈣晶須的制備及其應(yīng)用進(jìn)行了較為廣泛地研究。目前硫酸鈣晶須的制備方法多以天然石膏礦為原料，制備硫酸鈣晶須方法有水熱法、離子交換法、反膠束法和微乳熱法等。1.工業(yè)廢渣制備硫酸鈣晶須
以鹵渣、電石渣、脫硫石膏和磷石膏等工業(yè)廢渣為原料，采用水熱合成技術(shù)制備硫酸鈣晶須。即在水壓熱容器中，在飽和蒸汽壓作用下使石膏轉(zhuǎn)化為細(xì)小針狀晶須的過(guò)程。水熱條件下，水作為化學(xué)組分起作用并參與反應(yīng)，既是溶劑又是膨化促進(jìn)劑，同時(shí)還可以作為壓力傳遞介質(zhì)，通過(guò)加速滲析反應(yīng)和控制其過(guò)程的物理化學(xué)因素實(shí)現(xiàn)晶須的形成及改性。水熱法反應(yīng)溫度要求在120-130°C之間。目前該法基本上停留在實(shí)驗(yàn)室階段，大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用還有一段差距。2.離子交換法制備硫酸鈣晶須
以離子交換樹(shù)脂為模板，硫酸鹽為致沉淀劑，經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌和水浴加熱制備硫酸鈣晶須，可制備形貌規(guī)整、均一的半水硫酸鈣晶須。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，所制備的產(chǎn)品無(wú)需洗滌。離子交換樹(shù)脂可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，此法要求原料較純，制備成本較高。3.用天然石膏制備硫酸鈣晶須的研究
以天然石膏為原料，采用水熱法制備硫酸鈣晶須。研究發(fā)現(xiàn)以天然石膏為原料制備的硫酸鈣晶須的直徑與長(zhǎng)徑比與以純石膏為原料所得產(chǎn)品相當(dāng)，但天然石膏中所含的雜質(zhì)影響硫酸鈣晶須的形貌，因此需除去天然石膏原料中的一些雜質(zhì)。生產(chǎn)成本高，而且還受到區(qū)域的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種稀土尾礦提取稀土 -制備硫酸鈣晶須的技術(shù)，為從稀土尾礦中提取并制備硫酸鈣晶須的有機(jī)溶劑作用分步結(jié)晶法。本發(fā)明從稀土尾礦中提取并制備硫酸鈣晶須技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的目的。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
稀土尾礦提取稀土 -制備硫酸鈣晶須技術(shù)，該技術(shù)包括三個(gè)技術(shù)作業(yè)組成即稀土尾礦稀硫酸-稀鹽酸浸出工藝；稀鹽酸浸出液除去狗2+工藝；有機(jī)溶劑作用結(jié)晶制備硫酸鈣晶須工藝；其稀土尾礦的酸浸出工藝，在稀土尾礦酸浸出前需研磨，酸浸反應(yīng)溫度在 9(T10(TC之間，硫酸浸出的固相再用稀鹽酸浸出；硫酸浸過(guò)程所選用的酸的濃度409Γ50% ； 結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，其結(jié)晶之前除去液相中的+2價(jià)鐵；其技術(shù)路線是稀土尾礦經(jīng)稀硫酸浸出、固液分離后，尾礦中90%的稀土存在于固相中，硫酸浸出酸不溶物經(jīng)稀鹽酸浸出， 所得浸液在氧化劑作用下把1 2+氧化，氧化液在一元醇作用下結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，經(jīng)過(guò)濾、冷卻結(jié)晶及烘干，得到硫酸鈣晶須以及稀土精礦。所述的稀土尾礦提取稀土-制備硫酸鈣晶須技術(shù)，其所述的結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，結(jié)晶之前液相中的鐵為+3價(jià)，有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇的醇類，有機(jī)溶劑為循環(huán)利用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
1.本發(fā)明是從稀土尾礦中提取稀土-制備硫酸鈣晶須的工藝方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明具有加工方法獨(dú)特，鈣和稀土共提取、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，流程短，設(shè)備投資省，原料消耗少，無(wú)廢液的排放，易于工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。2.本發(fā)明由酸浸-有機(jī)溶劑作用結(jié)晶法制備稀土精礦和硫酸鈣晶須，產(chǎn)品硫酸亞鐵是制備高附加值鐵質(zhì)產(chǎn)品的原料，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，用途廣等特點(diǎn)，稀土精礦可直接用于提取稀土元素。3.本工藝不僅適用于稀土尾礦，還可應(yīng)用于含鈣的其他礦物和工業(yè)廢渣。使含鈣量高低不同的各種鈣礦真正具備了開(kāi)采價(jià)值。4.本發(fā)明不但可以提取并分離稀土尾礦中的鈣元素并制備硫酸鈣晶須，而且還可使稀土尾礦中的的稀土元素富集，并根據(jù)產(chǎn)物物理化學(xué)性質(zhì)的不同得以分離，真正的做到了資源的綜合利用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
包頭稀土尾礦 I 的主要成分(%) :CaO :20. 98%、REO :7. 43%、TFe :13. 46% 這是低品位的稀土尾礦，稀土含量較低，鈣的含量較高，所以鈣的化合物的分離對(duì)稀土的富集有重要影響，并且硫酸鈣晶須的制備實(shí)現(xiàn)了資源的最大化利用。制備過(guò)程為稀土尾礦于50°C的烘箱中烘干10h，研磨，使粒度盡量小，可以通過(guò) 120目/英寸的標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。準(zhǔn)確稱取15. OOg烘干研磨過(guò)的稀土尾礦于圓底燒瓶中，加入 60mL47%的硫酸，置于90°C恒溫水浴中加熱攪拌5h，靜置，冷卻至室溫，抽濾。用(1+9)的稀鹽酸溶解濾餅上的硫酸不溶物，再抽濾，調(diào)節(jié)濾液的PH在1. 00 1. 50之間，加入適量的無(wú)水乙醇，使硫酸鈣的結(jié)晶率最大。于室溫下靜置池，抽濾，濾餅置于35°C的烘箱中烘干 60min,便可得到硫酸鈣晶須，結(jié)晶率可以達(dá)到90%以上，純度在96%以上，將濾液蒸餾，回收乙醇，乙醇可以循環(huán)利用。實(shí)施例2
包頭稀土尾礦 II 的主要成分(%) :CaO :16. 1%、REO :6. 69%、TFe :18. 20%
這是低品位的稀土尾礦，稀土含量較低，鈣的含量較高，所以鈣的化合物的分離對(duì)稀土的富集有重要影響。 制備過(guò)程為稀土尾礦于70°C的烘箱中烘干證，研磨，使粒度盡量小，可以通過(guò) 120目/英寸的標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。準(zhǔn)確稱取15. OOg烘干研磨過(guò)的稀土尾礦于圓底燒瓶中，加入 50mL47%的硫酸，置于90°C 100°C恒溫水浴中加熱攪拌4h，靜置，冷卻至室溫，90%以上的鐵溶解，進(jìn)入溶液，而稀土和鈣元素仍然在固相中，抽濾，使固液分離。向固相中加入鹽酸， 使固相溶解，然后調(diào)節(jié)溶液的PH值。向調(diào)好pH值的濾液中加入適量的無(wú)水乙醇，使硫酸鈣的結(jié)晶率最大。于室溫下冷卻靜置池，抽濾，濾餅置于30°C的烘箱中烘干lh，便可得到硫酸鈣晶須，結(jié)晶率可以達(dá)到95%以上，將濾液蒸餾，回收乙醇，乙醇可以循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1.稀土尾礦提取稀土-制備硫酸鈣晶須技術(shù)，其特征在于，該技術(shù)包括三個(gè)技術(shù)作業(yè)組成即稀土尾礦稀硫酸-稀鹽酸浸出工藝；稀鹽酸浸出液除去狗2+工藝；有機(jī)溶劑作用結(jié)晶制備硫酸鈣晶須工藝；其稀土尾礦的酸浸出工藝，在稀土尾礦酸浸出前需研磨，酸浸反應(yīng)溫度在9(T10(TC之間，硫酸浸出的固相再用稀鹽酸浸出；硫酸浸過(guò)程所選用的酸的濃度 409Γ50% ；結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，其結(jié)晶之前除去液相中的+2價(jià)鐵；其技術(shù)路線是稀土尾礦經(jīng)稀硫酸浸出、固液分離后，尾礦中90%的稀土存在于固相中，硫酸浸出酸不溶物經(jīng)稀鹽酸浸出，所得浸液在氧化劑作用下把1 2+氧化，氧化液在一元醇作用下結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，經(jīng)過(guò)濾、冷卻結(jié)晶及烘干，得到硫酸鈣晶須以及稀土精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土尾礦提取稀土-制備硫酸鈣晶須技術(shù)，其特征在于，所述的結(jié)晶制備硫酸鈣晶須，結(jié)晶之前液相中的鐵為+3價(jià)，有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇的醇類，有機(jī)溶劑為循環(huán)利用。
全文摘要
稀土尾礦提取稀土-制備硫酸鈣晶須技術(shù)，涉及一種稀土-鈣資源分離提取技術(shù)，本發(fā)明是一種從稀土尾礦中提取稀土-制備硫酸鈣晶須有機(jī)溶劑作用結(jié)晶工藝；由三個(gè)技術(shù)作業(yè)組成，實(shí)現(xiàn)了提取分離稀土-鈣元素的化工目的；這三個(gè)技術(shù)作業(yè)分別是1.稀土尾礦的硫酸浸出-稀鹽酸浸出工藝；2.鹽酸浸出液中除去Fe2+的工藝；3.采用有機(jī)溶劑作用結(jié)晶制備硫酸鈣晶須工藝。該發(fā)明適用于從各種含鈣的礦物以及工業(yè)廢渣中提取并分離鈣元素，有較強(qiáng)的可行性，產(chǎn)品純度較高，工藝操作簡(jiǎn)單成本低，對(duì)實(shí)現(xiàn)尾礦和工業(yè)廢渣的綜合利用、減輕環(huán)境污染和資源浪費(fèi)有很重要的意義。
文檔編號(hào)C22B3/20GK102382979SQ20111034288
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者張麗清, 袁本福, 趙玲燕 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工大學(xué)