一种铝硅废料中稀土的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种铝硅废料中稀土的回收方法，其包括以下步骤：S1、将铝硅废料与氢氧化钠水溶液反应，反应后过滤，得到碱浸出液和含稀土渣；S2、将含稀土渣与无机强酸水溶液反应，反应后过滤，得到稀土浸出液和富硅渣。稀土浸出液经过后处理或分离提纯制备各种稀土化合物产品。本发明专利技术将铝硅废料中的铝元素与氢氧化钠先形成可溶性含铝溶液，而稀土元素留在滤渣中，使废料中的稀土和铝得到有效分离回收利用；而且铝硅废料中大量的铝经碱浸过滤得到有价值的偏铝酸钠溶液，再向含稀土渣中加入酸溶解时，能减少用于溶解铝消耗的大量酸，并使稀土浸出液中的铝大幅度减少，简化了后续稀土与铝分离的难度，从而大幅度减少化工材料单耗，降低回收成本。

【技术实现步骤摘要】
一种铝硅废料中稀土的回收方法
本专利技术涉及稀土回收领域，具体而言，涉及一种铝硅废料中稀土的回收方法。
技术介绍
稀土是镧系元素和钪、钇共17种元素的统称。稀土元素的应用领域非常广泛，可以用于制备荧光材料、稀土金属氢氧化物电池材料、电光源材料、永磁材料及催化材料等。随着稀土元素在各领域中应用的日益增加，稀土元素的消耗量也在日益增加。稀土是发展高新技术产业、改造传统产业不可或缺的战略资源，从稀土分子筛生产过程产生的废渣、废旧石油裂化催化剂(废旧FCC催化剂)及一些其他的含稀土的铝废料、铝硅废料中回收有价的稀土元素，具有很好的社会和经济效益。目前从这些含稀土铝硅废料中回收稀土的方法主要包括以下步骤：首先通过高浓度强酸酸浸将稀土元素和铝元素提取至酸浸液中，然后通过萃取分离或者向酸浸液中加入氢氧化钠，使铝元素形成偏铝酸钠，稀土元素形成氢氧化物沉淀，从而达到稀土回收的目的。例如，CN102453800A公开了采用酸共同浸取稀土和铝后，直接采用了P507萃取剂进行萃取，但在高浓度铝离子的背景下，萃取稀土的分离系数较低，且酸碱消耗量大。CN101705380A公开了采用硫酸方法可直接回收稀土，稀土回收率达到75％以上，但采用高浓度强酸酸浸处理铝硅废料会造成铝、硅与稀土元素同时大量浸出，易形成溶胶体系，消耗大量强酸增加成本，且浸出液中余酸过高、杂质元素众多均将为后续分离造成困难。由此可知，现有的回收稀土元素的方法均存在回收成本较高、回收效率较低。基于此，有必要寻找一种低成本、高效率的稀土回收方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种铝硅废料中稀土的回收方法，以解决现有技术中稀土回收成本高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种铝硅废料中稀土的回收方法，其包括以下步骤：S1、将铝硅废料与氢氧化钠水溶液反应，反应后过滤，得到碱浸出液和含稀土渣；S2、将含稀土渣与无机强酸水溶液反应，反应后过滤，得到稀土浸出液和富硅渣。进一步地，上述步骤S1中，将铝硅废料与浓度为0.5～10mol/L的氢氧化钠水溶液反应，在10～90℃温度下反应0.5～12h；其中，所加入的氢氧化钠与铝硅废料中铝原子的摩尔比为1:1～2.5:1。进一步地，上述步骤S1中，将铝硅废料与浓度为1～5mol/L的氢氧化钠水溶液反应，在25-70℃温度下反应1～4h；其中，所加入的氢氧化钠与铝硅废料中铝原子的摩尔比为1.5:1～2:1。进一步地，上述步骤S2中，将含稀土渣与氢离子浓度为0.5～9.5mol/L的无机强酸水溶液反应，控制反应过程中的pH＝1～3，在10～80℃温度下反应0.5～12h。进一步地，上述步骤S2中，将含稀土渣与氢离子浓度为0.5～5mol/L的无机强酸水溶液反应，控制反应过程中的pH＝1～3，在10～80℃温度下反应0.5～12h。进一步地，上述步骤S2中，将含稀土渣与氢离子浓度为1～3mol/L的无机强酸水溶液反应，控制反应过程中的pH＝1～3，在20～50℃温度下反应2～8h。进一步地，上述步骤S2中，无机强酸为盐酸或硝酸，优选为盐酸。进一步地，上述步骤S2中，稀土浸出液采用无机碱中和除杂，控制pH＝3～4.5，经过过滤后浓缩结晶生产混合稀土盐产品，或经过萃取分离制备单一稀土产品。进一步地，上述步骤S2中，所述无机碱为碱金属或碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、氨水中的至少一种。进一步地，上述步骤S2中，稀土浸出液中加入沉淀剂，反应后过滤、焙烧，得到稀土氧化物产品。进一步地，上述步骤S2中，沉淀剂为可溶性碳酸盐、可溶性碳酸氢盐、可溶性氢氧化物、氨水或有机含氧酸；优选可溶性碳酸盐和可溶性碳酸氢盐为碱金属盐、碱土金属盐或铵盐，可溶性氢氧化物为碱金属氢氧化物，有机含氧酸为草酸。进一步地，上述步骤S1中，得到的所述碱浸出液主要成分为偏铝酸钠，用于制备含铝化合物材料，优选用于制备铝硅材料，优选所述铝硅材料为NaY型分子筛催化剂。进一步地，上述步骤S2中，得到的富硅渣用于当作水泥或陶瓷的原材料使用。应用本专利技术的一种铝硅废料中稀土的回收方法，氢氧化钠水溶液可以将铝硅废料中以稳定固相形式存在的铝元素转化为可溶性的盐溶于碱浸出液中，而稀土和硅则留在固相渣中。在此基础上，向含稀土渣中加入无机强酸水溶液，通过反应可以将含稀土渣中的稀土溶解进入溶液，使硅元素以固相的形式进一步被分离出来。将得到的稀土浸出液经过后处理或分离提纯制备各种稀土化合物产品，将得到的碱浸出液用于制备铝化合物材料或铝硅材料。进而实现废料中的稀土和铝的有效分离回收利用。相比于直接酸浸后向酸浸液中加入过量氢氧化钠形成可溶性偏铝酸钠与稀土富集物的方法而言，本专利技术方法中，将铝硅废料中的铝元素与氢氧化钠先形成可溶性含铝溶液，而稀土元素留在滤渣中，由于铝硅废料中大量的铝经碱浸过滤得到有价值的偏铝酸钠溶液，再向含稀土渣中加入酸溶解时，能减少用于溶解铝消耗的大量酸，并使稀土浸出液中的铝大幅度减少，简化了后续稀土与铝分离回收的难度，从而大幅度减少化工材料单耗，降低回收成本。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
部分所介绍的，现有的回收稀土的方法存在回收成本较高的问题。为了解决这一问题，本专利技术专利技术人提供了一种铝硅废料中稀土的回收方法，其包括以下步骤：S1、将铝硅废料加至氢氧化钠水溶液中，反应后过滤，得到碱浸出液和含稀土渣；S2、将含稀土渣加至无机强酸水溶液中，反应后过滤，得到稀土浸出液和富硅渣。本专利技术所提供的上述的回收方法中，氢氧化钠水溶液可以将铝硅废料中以稳定固相形式存在的铝元素转化为可溶性的盐溶于碱浸出液中，而稀土则留在固相渣中。在此基础上，向含稀土渣中加入无机强酸水溶液，通过反应可以将含稀土渣中的稀土溶解进入溶液，使硅元素以固相的形式进一步被分离出来。将得到的稀土浸出液经过后处理或分离提纯制备各种稀土化合物产品，，将得到的碱浸出液用于制备铝化合物材料或铝硅材料。进而实现废料中的稀土和铝的有效分离回收利用。相比于直接酸浸后向酸浸液中加入过量氢氧化钠形成可溶性偏铝酸钠与稀土富集物的方法而言，本专利技术方法中，将铝硅废料中的铝元素与氢氧化钠先形成可溶性含铝溶液，而稀土元素留在滤渣中，由于铝硅废料中大量的铝经碱浸过滤得到有价值的偏铝酸钠溶液，再向含稀土渣中加入酸溶解时，能减少用于溶解铝消耗的大量酸，并使稀土浸出液中的铝大幅度减少，简化了后续稀土与铝分离回收的难度。此外，直接向铝硅废料中加入氢氧化钠水溶液反应，有利于提高废料中铝元素与氢氧化钠反应的几率，从而降低氢氧化钠的用量，使用于生成偏铝酸钠的碱消耗量降低约75％，酸耗降低50％以上，从而大幅度降低工艺成本。上述的方法中，将铝硅废料进行氢氧化钠水溶液的碱浸，便能够将大部分的铝元素转化为可溶性盐，从而将铝元素分离出来。在将上述铝硅废料进行碱浸的过程中，本领域技术人员有能力选择具体的操作工艺，以使铝元素转化为可溶性盐被分离出来。在一种优选的实施方式中，上述步骤S1中，将铝硅废料与浓度为0.5～10mol/L的氢氧化钠水溶液反应，在10～90℃温度下反应0.5～12h；其中，所加入的氢氧化钠与铝硅废料中铝原子的摩尔比为1:1～2.5:1。在上述碱浸过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝硅废料中稀土的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述铝硅废料与氢氧化钠水溶液反应，反应后过滤，得到碱浸出液和含稀土渣；S2、将所述含稀土渣与无机强酸水溶液反应，反应后过滤，得到稀土浸出液和富硅渣。

【技术特征摘要】
2014.03.17 CN 20141009948881.一种铝硅废料中稀土的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述铝硅废料与氢氧化钠水溶液反应，反应后过滤，得到碱浸出液和含稀土渣；S2、将所述含稀土渣与无机强酸水溶液反应，反应后过滤，得到稀土浸出液和富硅渣；所述步骤S1中，将所述铝硅废料与浓度为0.5～10mol/L的所述氢氧化钠水溶液反应，在10～90℃温度下反应0.5～12h；其中，所加入的氢氧化钠与所述铝硅废料中铝原子的摩尔比为1:1～2.5:1。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述铝硅废料与浓度为1～5mol/L的所述氢氧化钠水溶液反应，在25～70℃温度下反应1～4h；其中，所加入的氢氧化钠与所述铝硅废料中铝原子的摩尔比为1.5:1～2:1。3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述含稀土渣与氢离子浓度为0.5～9.5mol/L的盐酸或硝酸水溶液反应，控制反应过程中的pH＝1～3，在10～80℃温度下反应0.5～12h。4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，将所述含稀土渣与氢离子浓度为0.5～5mol/L的盐酸或硝酸水溶液反应，控制反应过程中的pH＝1～3，在20～50℃温度下反应2～8h。5.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，将所述含稀土渣与氢离子浓度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，黄小卫，徐旸，崔大立，龙志奇，王良士，王金玉，赵娜，于瀛，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11