一种从酸性浆料或酸性溶液中萃取稀土金属的方法。该方法包括提供酸性浆料或酸性溶液；添加包含萃取剂和聚合物树脂的复合物；将复合物与酸性浆料或酸性溶液混合以形成混合浆料或溶液；和将混合浆料或溶液分离成负载稀土金属的复合物和萃余液浆料或溶液。酸性浆料或酸性溶液包含至少一种稀土金属和至少一种前过渡金属和/或至少一种锕系金属。前过渡金属和/或至少一种锕系金属。前过渡金属和/或至少一种锕系金属。
【技术实现步骤摘要】
从酸性浆料或酸性溶液中选择性回收稀土金属
[0001]本申请是以下申请的分案申请：申请日：2018年11月16日；申请号：201880073219.0；专利技术名称“从酸性浆料或酸性溶液中选择性回收稀土金属”。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2017年11月17日提交的美国临时申请第62/587,858号和2018年11月12日提交的美国实用申请第16/186,897号的优先权，它们的公开内容由此以全文引用方式并入。
[0004]本专利技术涉及一种从酸性浆料或酸性溶液中选择性回收贵重金属，特别是稀土金属的方法。
技术介绍
[0005]A.溶剂萃取工艺
[0006]溶剂萃取广泛用于回收溶解在水性溶液中的贵重金属，如在以下中所公开的：美国专利第4,041,125；4,624,703；4,718,996；4,751,061；4,808,384；5,015,447；5,030,424；5,708,958、6,110,433；6,238,566；7,138,643；7,282,187；7,799,294；7,829,044；8,062,614；8,177,881；8,328,900号，和美国专利申请公布第2004/0031356；2005/0107599；2006/0024224；2010/0089764；2010/0282025；和2012/0160061号。通常将贵重金属从矿石和/或其他原料中酸浸出到水性溶液中，并通过过滤和洗涤从酸浸矿石浆料中分离含有贵重金属的澄清水性溶液。然后对澄清水性溶液执行溶剂萃取。
[0007]原料可包括不同的含稀土金属的矿石和矿物，如二氧化钛矿石尾矿、铀矿石尾矿、通常由铝土矿
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拜耳法生成的赤泥以及其他这类材料。另外，为了实现阈值可浸出性和商业可行性的目的，可以对含有这些贵重金属的矿石和/或原料进行预加工。这类加工可以包括粒度减小、涉及水热反应的水热处理、涉及固相反应的高温处理、介玻璃相高温反应、完全熔融高温液相反应等。
[0008]在溶剂萃取工艺中，将含有可以与一种或多种贵重金属发生化学反应的一种或多种萃取剂的有机液体或溶剂相与含有一种或多种这类贵重金属离子的水性溶液充分混合。然后一种或多种贵重金属离子在混合期间被转移到萃取有机溶剂的有机相中。剧烈混合确保一种或多种贵重金属离子从水相到有机相的完全转移。在一种或多种贵重金属从水相到有机相的质量转移之后，该工艺通常经受经由重力沉降或高g离心相分离机制(如离心机)的相分离。
[0009]在工业上，使用以下的组合的连续工艺被称为混合器和沉降器工艺：(1)将有机萃取溶剂和含有一种或多种贵重金属的水性溶液混合和(2)将这类水相和有机相的混合物沉降以通过重力进行相分离。这类混合和沉降工艺也可以在制造工厂中在分批混合罐中以分批工艺来实现，或在化学实验室中在配备有磁力搅拌器或机械混合器的烧杯中来实现。分离出的有机相是含有贵重金属的期望产物。分离出的水相称为萃余液，理想地，其含有最少
量的一种或多种目标贵重金属。当将水性溶液和有机萃取溶剂混合时，剧烈混合可导致乳液、水包油或油包水。在形成乳液的情况下，可需要将相分离工艺扩展到经济上不可行的水平。在一些情况下，形成的乳液可足够稳定，使得经济的相分离是不可能的，并且在其他情况下，相分离可不完全，这导致损失贵重有机溶剂和在损失的有机溶剂中含有的贵重金属。
[0010]通过经由过滤和洗涤从酸浸矿石浆料中分离含有一种或多种水溶性贵重金属的澄清水性溶液而获得该澄清水性溶液的方法也可导致一种或多种贵重金属的低收率回收和/或生成大量含有低浓度的一种或多种贵重金属的水性溶液。用不足量的水进行洗涤导致仍然被物理地捕获在滤饼的残余物中的大量残余的一种或多种贵重金属的损失。在实际工艺中，即使可以使用无限量的水进行彻底洗涤，也无法实现从酸浸矿石浆料中完全回收贵重金属，因为部分量的贵重金属离子化学键合到残余物的离子可交换位点。而且，尽管用无限量的水彻底洗涤在理论上可以达到接近从酸浸矿石浆料中完全回收一种或多种贵重金属的水平，但是用无限量的水彻底洗涤是不切实际的，因为这需要下游工艺(在这种情况下为溶剂萃取)加工巨量含有低浓度的一种或多种贵重金属的水性溶液。这类无限量的水的使用还导致与处置如此巨量废萃余液所涉及的成本有关的问题，更不用说使用巨量淡水资源。
[0011]另外，在现有技术中，由于积垢形成和乳液形成的问题，尚未在工业上实践从混合罐中的浸出浆料中直接溶剂萃取一种或多种贵重金属。当在有机萃取溶剂与酸浸矿石浆料接触期间，随着一种或多种贵重金属离子从水相到有机相的期望质量转移，一些无机颗粒化学键合到萃取剂分子上并且不期望地转移到有机相中时，发生积垢形成。积垢在本领域中定义为通过搅动形成稳定混合物的有机相、水相和细小固体颗粒而产生的材料(Gordon M.Ritcey，“《工业溶剂萃取工艺的发展(Development of Industrial Solvent Extraction Processes)》”，其在由Jan Rydberg、Michael Cox、Glaude Musikas和Gregory R.Choppin编辑并且由马塞尔
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德克尔公司(Marcel Dekker，Inc.)出版的书《溶剂萃取原理和实践(Solvent Extraction Principles and Practices)》，第二版，修订版和扩展版，第313页，2004年中)。乳液分为两种不同的形式，水包油和油包水，这两者通常由于在水中形成油滴或在油中形成水滴而在剧烈混合条件下形成。这类新形成的乳液的液滴尺寸随着混合水平的增加而减小。剧烈混合条件导致乳液的液滴尺寸更小。更小的液滴更难以凝结而形成连续的水相和连续的有机相。因此，小液滴的乳液是稳定的，然后这导致相分离困难。然而，剧烈混合对于使浸出浆料中含有的矿石颗粒保持悬浮至关重要。因此，需要在剧烈混合条件下执行从浸出的含悬浮颗粒的矿石浆料中直接溶剂萃取一种或多种贵重金属，从而导致呈油包水或水包油形式的实质乳液的形成。这产生实际的难题，其防止在连续混合器和沉降器工艺或分批罐工艺中成功地实施从浸出矿石浆料中直接溶剂萃取一种或多种贵重金属。
[0012]美国专利第3,969,476号的专利技术人Lucas和Ritcey公开一种称为“溶剂矿浆萃取”法的脉冲筛板塔法，其中从矿石浆料中萃取一种或多种可溶性贵重金属。Lucas和Ritcey还意识到，直到他们的专利公开之时，还没有在工厂规模上成功运行直接从浸出矿石浆料中回收一种或多种贵重金属的工艺。他们还指出，对于混合器
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沉降器的早期工作被证明不令人满意，因为在胺(Lucas和Ritcey的公开中使用的萃取剂)的情况下过度搅动导致稳定乳液和积垢形成。即使是现在，普遍的观点在于在混合器
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沉降器工艺或分批罐工艺中从浸出
矿石浆料中直接溶剂萃取一种或多种贵重金属实际上不能适当地操作，这是由于在连续混合器
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种从钛矿石中回收稀土金属的方法，所述方法包括：获取钛尾矿废液形式的酸性浆料或酸性溶液，所述钛尾矿废液具有至少一种稀土金属；钛离子；和至少一种前过渡金属的离子，所述至少一种前过渡金属选自由钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、锰(Mn)、铼(Re)组成的组；调节所述酸性浆料或酸性溶液的所述pH到至少0.3且至多2的pH值，以沉淀钛离子和所述至少一种前过渡金属的离子；从所述酸性浆料或酸性溶液中除去沉淀的钛和前过渡金属，以形成具有所述至少一种稀土金属的pH调节的溶液；向所述pH调节的溶液中添加包含萃取剂和聚合物树脂的复合物；将所述复合物与所述pH调节的溶液混合以形成混合物；和将所述混合物分离成负载稀土金属的复合物和萃余液溶液，所述负载稀土金属的复合物包含负载有至少一种稀土金属的所述聚合物树脂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种稀土金属包括钪。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述负载稀土金属的复合物中汽提所述至少一种稀土金属。4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括使所述复合物再生以供...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文庆，沙雷斯，
申请(专利权)人：IIVI特拉华有限公司，
类型：发明
国别省市：
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