專利名稱：苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法
苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法方法領域
本發明涉及稀土溶液中除鋁(Al3+)提純稀土的工業化生產方法，特別是中重稀土如鐠、釹、釔、鏑等稀土提純的工業化方法，屬于稀土濕法冶金、化工、化學等領域。背景方法
稀土被稱為現代工業新材料的寶庫，尤其在高技術方法應用中至關重要，比如熒光、永磁材料、特種玻璃、精密陶瓷、超導材料等，鐠釹是永磁材料的關鍵和主要組份。鋁是稀土產品的有害雜質，必須在生產過程中除去，高性能的稀土材料對鋁的含量有嚴格要求，鋁的含量在50PPM以下的稀土產品比普通稀土產品市場價格相差達數萬元每噸。從稀土溶液中除鋁且實現生產過程的無害化一直是稀土生產中的方法難題之一，傳統的生產方法和通常采 用的除鋁方法主要有
I、中和法
中和法除雜質是用氨、燒堿、碳酸鈉或碳酸氫銨為中和劑，加到稀土溶液中進行中和，是溶液的PH =4 5，鹽堿性弱的金屬離子首先形成氫氧化物沉淀與溶液中的稀土離子分開。中和法沉淀出去的雜質是在PH=5以下開始沉淀的金屬離子，如Fe3+、Zr4+、Th4+、Co3+、Ce4+等，而Al3+、Be2+和Pb2+等的沉淀PH值與稀土 RE3+接近，且由Al3+沉淀形成的Al(OH) 3是一種膠體沉淀，過濾性能很差，很難用中和法將它們與稀土完全分開，要達到Al2O3在稀土廣品中小于50PPM幾乎是不可能完成的任務。2、草酸鹽沉淀法
草酸是凈化稀土元素最普遍采用的沉淀劑。在水溶液中稀土和草酸反應生成不溶于水而微溶于酸的草酸稀土(RE2 (C2O4)3 · ηΗ20)。該工藝方法生產的稀土產品雖能達到Al2O3小于50PPM以下，該工藝方法存在草酸消耗量大，I噸稀土氧化物消耗草酸達I. 35 I. 5噸，草酸價格貴，僅原料消耗成本目前每噸稀土氧化物高達I. O I. 5萬元；生產過程中產生大量含草酸的酸性廢水，草酸有毒，每噸稀土氧化物產生有毒酸性廢水達IOm3以上，需處理后達標排放，此方法環保風險大，成本高。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡化，成本低廉，操作方便，經分離制得的稀土溶液中Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比為10 50PPM，且對環境無污染的從稀土溶液中除鋁方法，以滿足國內外高新方法產業對稀土產品的需要。
其工藝包括以下步驟
苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，包括下列步驟
(I)原料準備
含鋁的稀土溶液PH彡4，RE030 300g/L;
沉淀劑苯甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸銨鹽或苯甲酸中的一種或幾種；(2)沉淀除鋁
往含鋁的稀土溶液中加入定量的沉淀劑，沉淀劑的用量是理論反應量的100 150%，產生苯甲酸鋁沉淀，過濾分離得稀土濾液和苯甲酸鋁渣，稀土濾液中Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比為10 50PPM。上述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，包括回收苯甲酸，所述回收苯甲酸是指調節沉淀除鋁步驟所得的稀土濾液的PH值到PH ( 2，析出苯甲酸，經分離得苯甲酸和稀土溶液，稀土溶液的鋁含量為痕量。上述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，包括再生苯甲酸，所述再生苯甲酸是指將沉淀除鋁步驟中分離所得的苯甲酸鋁渣用稀酸洗滌，或者溶于稀酸，控制PH彡2，過濾分離得苯甲酸。
上述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，所述在含鋁的稀土溶液中加入定量的沉淀劑后，反應條件為常壓、溫度O 100°C。上述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，所述的沉淀劑為工業級產品或溶液。上述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，所述沉淀劑包括回收或再生的苯甲酸。本發明中所述鋁含量是指Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比。本發明中所述沉淀除鋁的化學反應式為A13++3C7H502_—·-Al (C7H5O2)3 I 本發明的目的是這樣實現的
往含鋁的稀土溶液中加入苯甲酸堿金屬鹽或苯甲酸，在PH ^ 4時，稀土溶液中的鋁離子和苯甲酸跟離子生成不溶于水的苯甲酸鋁沉淀，經分離以除去稀土溶液中的鋁。本發明所述苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法具有以下好處
生產成本極低通過對除鋁沉淀后分離所得的稀土濾液和苯甲酸鋁渣處理可實現苯甲酸再生、回收，反復使用，大幅減少作為沉淀劑的苯甲酸或苯甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸銨的消耗量，采用本發明時沉淀劑的消耗量只是少量的機械損失，沉淀劑原料成本大幅降低。生產過程簡單，工藝可操作性強不需要加熱、加壓，可以在常溫常壓下進行，生產的苯甲酸鋁沉淀方便采用過濾方法分離，設備投資少；生產操作方便，生產過程控制容易。降低環境污染，消除環保風險生產過程中所得的苯甲酸鋁渣可以處理后回收成氯化鋁、硫酸鋁等產品，同時回收再生苯甲酸，可以變廢為寶，充分利用資源；生產過程中無有害有毒廢水產生。經除鋁后的稀土溶液可以用現在常用的碳酸氫銨沉淀法生產稀土氧化物，產生的工業廢水是氮肥，對環境無公害，可以應用于農業。稀土回收率高，產品質量優良除鋁后的稀土溶液可采用碳酸氫銨和碳酸氫鈉沉淀生產碳酸稀土，再灼燒生產氧化稀土，氧化稀土中Al2O3為痕量，Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比可以為10 50PPM。


圖I為本發明的工藝流程圖
具體實施例方式實施例I
本發明實施例I苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法包括下列步驟(I)原料準備
稀土溶液經萃取分離生產的氯化鐠釹溶液稀土含量為Pr60n+Nd203200g/1，PH4, 20m3。沉淀劑工業級苯甲酸鈉，按理論反應量的130%，準備265kg。(2)沉淀除鋁
在稀土溶液中攪拌下，加入265kg苯甲酸鈉，繼續攪拌30分鐘使反應充分，靜置I 2小時，分離過濾得到苯甲酸鋁渣和鋁含量為痕量的氯化鐠釹濾液。對實施例I所得氯化鐠釹濾液處理回收苯甲酸將步驟(2)得到的鋁含量為痕量的氯化鐠釹濾液加入少量鹽酸使PHl，靜置I小時，分離過濾得苯甲酸和鋁含量為痕量的稀土溶液，用該鋁含量為痕量的稀土溶液，生產得到的氧化鐠釹經實測分析A120323PPM。。 對實施例I所得苯甲酸鋁渣處理再生苯甲酸將步驟(2)得到的苯甲酸鋁渣置于稀鹽酸溶液中，反應至PH穩定在PHl，靜置I小時，過濾得苯甲酸。實施例2
本發明實施例2苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法包括下列步驟
(I)原料準備
稀土溶液為經萃取分離生產的氯化釔溶液稀土含量Y203180g/l，Al2032g/l，PH4，IOm30沉淀劑按理論反應量的120%，準備苯甲酸180kg，用6%的氨水溶解180公斤苯甲酸至PH7 8，待完全溶解，得苯甲酸銨溶液。(2)沉淀除鋁
在氯化釔溶液中攪拌下，加入步驟(I)配得的苯甲酸銨溶液，攪拌30分鐘使反應充分，靜置2小時，分離過濾得到苯甲酸鋁渣和氯化釔稀土濾液。(3)回收苯甲酸
將步驟(2)得到的氯化釔稀土濾液加入少量鹽酸使PHl. 5，靜置I. 5小時，分離過濾得苯甲酸和鋁含量為痕量的稀土溶液。(4)再生苯甲酸
將步驟(2)得到的苯甲酸鋁渣置于稀鹽酸溶液中，反應至PH穩定在PHl. 5，靜置I. 5小時，分離過濾得苯甲酸。用上述步驟(3)制得的鋁含量為痕量的稀土溶液，經碳酸氫銨沉淀，灼燒后生產氧化釔，經實測分析A120318. 3PPM。實施例3
本發明實施例3苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法包括下列步驟
(1)原料準備
稀土溶液為經萃取分離生產的氯化釹溶液稀土含量Nd203200g/1，Al2032g/1，PH4, IOm30沉淀劑按理論反應量的120%，準備苯甲酸180kg
(2)沉淀除鋁:
在氯化釔溶液中攪拌下，緩慢加入步驟(I)的苯甲酸，同時加少量氨水調PH4. 5，繼續攪拌30分鐘使反應充分，靜置2小時，分離過濾得到苯甲酸鋁渣和氯化釹稀土濾液。(3)回收苯甲酸將步驟(2)得到的氯化釹稀土濾液加入少量鹽酸使PHl. O，靜置I. 5小時，分離過濾得苯甲酸和鋁含量為痕量的稀土溶液。(4)再生苯甲酸
將步驟(2)得到的苯甲酸鋁渣置于稀鹽酸溶液中，反應至PH穩定在PHl. 5，靜置I小時，分離過濾得苯甲酸。用上述步驟(3)制得的鋁含量為痕量的稀土溶液，經碳酸氫銨沉淀，灼燒后生產氧化釹，經實測分析A120318. 5PPM。上述實施例是在常溫、常壓下進行的。在常壓下，o°c，io°c，3(rc，5(rc，8(rc，100°c重復上述實施例，結果無明顯變化。上述事實例是對本發明的上述內容作進一步的說明，但不應將此理解為本發明上 述主題的范圍僅限于上述實施例，凡基于上述內容所實現的方法均屬于本發明的范圍。
權利要求
1.苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，包括下列步驟 (1)原料準備 含鋁的稀土溶液PH≥4，RE030 300g/L; 沉淀劑苯甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸銨鹽或苯甲酸中的一種或幾種； (2)沉淀除鋁 往含鋁的稀土溶液中加入定量的沉淀劑，沉淀劑的用量是理論反應量的100 150%，產生苯甲酸鋁沉淀，過濾分離得稀土濾液和苯甲酸鋁渣，稀土濾液中Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比為10 50PPM。
2.根據權利要求I所述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，其特征在于包括回 收苯甲酸，所述回收苯甲酸是指調節沉淀除鋁步驟所得的稀土濾液的PH值到PHS 2，析出苯甲酸，經分離得苯甲酸和稀土溶液，稀土溶液的鋁含量為痕量。
3.根據權利要求I所述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，其特征在于包括再生苯甲酸，所述再生苯甲酸是指將沉淀除鋁步驟中分離所得的苯甲酸鋁渣用稀酸洗滌，或者溶于稀酸，控制PH ( 2，過濾分離得苯甲酸。
4.根據權利要求I所述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，其特征在于所述在含鋁的稀土溶液中加入定量的沉淀劑后，反應條件為常壓、溫度O 100°C。
5.根據權利要求1，2，3或4所述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，其特征在于所述的沉淀劑為工業級產品或溶液。
6.根據權利要求5所述的苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁技術，其特征在于所述沉淀劑包括回收或再生的苯甲酸。
全文摘要
苯甲酸鹽沉淀法從稀土溶液中除鋁方法，包括原料準備和步驟(1)原料準備含鋁的稀土溶液pH≥4，REO30～300g/L;沉淀劑苯甲酸鉀、苯甲酸鈉、苯甲酸銨鹽或苯甲酸中的一種或幾種;(2)沉淀除鋁往含鋁的稀土溶液中加入定量的沉淀劑，沉淀劑的用量是理論反應量的100～150%，產生苯甲酸鋁沉淀，過濾分離得稀土濾液和苯甲酸鋁渣，稀土濾液中Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比為10～50PPM。生產成本極低，生產過程簡單，工藝可操作性強，降低環境污染，消除環保風險，產品質量優良，Al2O3與稀土氧化物REO的重量百分比可以為10～50PPM。
文檔編號C22B3/44GK102965506SQ20121054254
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者葛新芳 申請人:葛新芳