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1、稀土草酸盐转化再生利用工艺研究2I]一/第15卷第4期1997年I2月江西JlANGXI科学SClENCEvn1.I5NO.4Dec.1997稀土草酸盐转化再生利用工艺研究蒋厚义龚刚明民涛孙小杰(江西省科学院应用化学研究所南昌330029)丁尸一【摘要l结合矿山工艺研究了难溶稀土革酸盐转化反应的工艺参数,提出用碳酸铵盐转化传统的稀土草酸盐中的无价值草酸特质,直接用于提取稀土工艺.四次循环模拟工业试验结果表明,草酸循环使用率53.4%,产品质量提高,生产费用降低.【关键词l!圭一差堕【分类号lTF
2、111.312堕圭兰堕垒稀土娅O614.33自6o年代我国发现花岗岩风化壳离子淋积型稀土矿床以来,对该类矿稀土提取工艺进行过许多研究工作"].采用对稀土元素具有良好选择性的草酸沉淀稀土工艺广泛使用于生产中,目前的稀土工艺将形成的难溶稀土草酸盐,在高温下废除草酸物质后获得稀土氧化物产品.能否在降低生产成本下,将无价值的稀土草酸盐中的草酸物质交换出来成为有价值的草酸,并重复用于稀土沉淀工艺中,这在国内外是一个空白.国外曾报道用=5O%～6096硝酸转化稀土草酸盐回收草酸;也报道用烧碱转化稀土草酸盐回
3、收草酸钠,这些工艺不适台用于稀土提取工艺.本文旨在结合矿山工艺条件下进行了难溶稀土草酸盐的转化反应研究工作,提出一仲新工艺.研究结果表明,该工艺使草酸一次循环使用率达53.4%,产品质量保证提高,生产费用明显降低,:有很好的实用性.l材料与方法Il实验材料混合型稀土草酸盐来自本省稀土矿山生产厂家,单一稀土草酸盐由哲稀土分离厂提供,离子型稀土矿来自赣州地区稀土矿山,其它试剂均为国产工业级I2实验方法I2.f革酸的转他盘将稀土草酸盐定量于烧杯中,加入定量的交换剂,在常温下搅拌反应一定时间后,定容混匀
4、.f过滤出上清滟,取一定量测定上滑澈中草酸恨含量;原稀土草酸盐中舍草酸报总量与交率文于ltkt)7一(17一]6收到?1992一(19—09获中国倥明专利(89106897X一?2ls?iLlJ引寺换出的草酸根量之比计算草酸转化率.1.22产品质量渣l定经过交换反应后获得的稀土沉淀物质,过滤,干燥,灼烧出稀土氧化物产品,用重量法测定其产品纯度,与未交换反应的稀土草酸盐灼烧出稀土氧化物产品的纯度对比.1.2.3稀土转化回收率经过交换反应后滤出的上清漓,取量用比包法测定上清液中的稀土含量,计算稀土转
5、化回收率.124综合应用试验用选择出的草酸回收工艺参数,模拟矿山稀土连续生产方式.将草酸转化工艺用于离子型稀土矿提取稀土产品工艺中,考察草酸循环使用率,产品质量影响,稀土总收率及试剂费用情况.2实验与结果2.1交换剂选择为使稀土草酸盐中的草酸根离解出来,需选择可溶性物质中的阴离子能与稀土离子形成另一种稳定的不溶物根据稀土难溶化合物的基本性质,满足Ksp≤2.9×10一tool/I时,才有利于转化反应的进行.考虑稀土矿山生产要求,实验选择了四种交换剂对稀土草酸盐进行交换反应,测定出溶液中离解出的草
6、酸根含量.将四种沉淀物分离后,灼烧出稀土氧化物产品,计算出产品的收率,测定出各产品的稀土回收率和纯度,结果如丧1及图1所示.从结果中看,选用J1和J!交换剂虽然交换率较高,但获得的产品纯度较低,要保证产品纯度需增加工序,故舍去这两种交换剂.表单一交换剂的选择实验注Jr--NaOH;J2一NaHCO:JJ一NH{)!CO,J一一NH_H'O::2h22交换剂条件实验22I反应时间的响寞划刊量席土草酸盐量圈1不同交接利的用量与草酸回收率的关系最J牛:厦应时间2h.一次问敢式将已形成稳定的稀土草醚盐不
7、游物转变为另'冲:溶物,应使予街反应式:RE(【)j3~-2RE}3(Jj在一定时li0:断朝亡进行,[1j于RE2((()j的sp小,溶敞巾游离…来自REH浓嗟很小,需要韵夫迢的叮与R形成新的不溶物0离于.碓l抖rj结台.一定[【'f训然到椠一平街状志.此,l主应时间是膨啊草酸收率的一个因素宴验得廿1存'定的髓择逮蒋厚义:稀t草献盐转化'利HjJ2艺研觅'2【9鹱下,30mln基本达到平衡(表2)2.22温度影响实验稀土矿山生产,受气候温度的变化是较大的.实验考察了冬夏之间的温度变化对交换反应
8、的进行是否有影响的问题.结果表明,一般的气候温度,不影响草酸的收率(图2)2.2.3最佳交换l的用量选择实验中发现将交换剂J3与J混台后,用于稀土草酸盐的反应,能降低交换剂的用量.要使草酸再次利用率处于较大的情况下,同时叉考虑耗用的交换剂用量最少,在这两个因素相矛盾的情况下,进行混台交换剂用量与草酸收率的实验.从图3中可知,当选定L为定值时,随J4量增加,草酸收率可增加,然后趋于基本平衡状态;当选定L为定值时.同样随b量增加,草酸收率也增加,然后趋于基本平衡状态.根据图中的两条曲线,综合考虑L和
