申请日2014.02.28
公开(公告)日2017.04.26
IPC分类号C22B7/00; C22B59/00
摘要
本发明提供了一种从含稀土污泥中提取稀土的方法，其中，该方法包括：(1)将含稀土污泥与酸性水溶液接触进行浸取，分离得到含有稀土元素的浸出液;(2)将所述浸出液与含萃取剂的有机溶剂接触进行萃取，经萃取后得到萃余水相和含有稀土元素的萃取有机相，其中，所述萃取剂为含有磷氧双键的含磷萃取剂、羧酸萃取剂和含有硫氧双键的含硫萃取剂的混合物。本发明的方法能够高收率的从含稀土污泥中浸出、提取稀土、制取氯化稀土，回收的氯化稀土能够回用于生产催化剂，整个工艺过程简单、环境友好且能耗低，并且生产设备投资费用较少，操作费用低。
权利要求书
1.一种从含稀土污泥中提取稀土的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将含稀土污泥与酸性水溶液接触进行浸取，分离得到含有稀土元素的浸出液;
(2)将所述浸出液与含萃取剂的有机溶剂接触进行萃取，经萃取后得到萃余水相和含有稀土元素的萃取有机相，其中，所述萃取剂为含有磷氧双键的含磷萃取剂、羧酸萃取剂和含有硫氧双键的含硫萃取剂的混合物;
其中，步骤(2)中，所述含有磷氧双键的含磷萃取剂、羧酸萃取剂和含有硫氧双键的含硫萃取剂的重量比为3-6:1-3:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述含有磷氧双键的含磷萃取剂为三正丁基氧化膦、三苯基氧化膦和二(2-乙基-己基磷酸酯)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述羧酸萃取剂为C6-C20的脂肪酸和/或C6-C10的芳香酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述含有硫氧双键的含硫萃取剂为双(正辛基亚磺酰)甲烷、二辛基亚砜和二丁基亚砜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述萃取剂为二(2-乙基-己基磷酸酯)、环烷酸和二丁基亚砜的混合物，二(2-乙基-己基磷酸酯)、环烷酸与二丁基亚砜的重量比为4-5:2-3:1。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述含萃取剂的有机溶剂中还包括煤油，萃取剂与煤油的体积比为1:1-5。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述萃取的条件包括：含萃取剂的有机溶剂与浸取液的体积比为1-10:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述酸性水溶液中的酸性物质为氯化氢、草酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤(1)中，所述酸性水溶液中的酸性物质为氯化氢和草酸的混合物，氯化氢与草酸的重量比为1:0.1-1。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，含稀土污泥与酸性水溶液的重量比为1:10-15;所述接触的条件包括：pH为2-3，温度为40-75℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将所述含有稀土元素的萃取有机相与盐酸接触进行反萃取，得到氯化稀土溶液和有机相，将所述氯化稀土溶液蒸发结晶得到氯化稀土，将所述有机相返回作为步骤(2)的萃取剂使用。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述盐酸的浓度为2-3mol/L。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在将所述浸出液与含萃取剂的有机溶剂接触前，将所述浸出液进行蒸发提浓，使浸出液中稀土金属元素的浓度为1-1.2mol/L;然后调节提浓后的浸出液的pH为7-9。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，以干重计，所述含稀土污泥中含有La2O3 3.9-7.8重量%，CeO2 6.3-6.5重量%。
说明书
一种从含稀土污泥中提取稀土的方法
技术领域
本发明属于含稀土污泥二次资源利用技术领域，更具体涉及一种从催化裂化催化剂生产过程中产生的含稀土污泥中提取稀土的方法。
背景技术
我国石油化工领域自七十年代中期开始生产和使用稀土分子筛催化剂。随着原油加工量的增加，催化裂化生产能力的扩大，裂化催化剂的用量不断增加。中石化是生产催化裂化催化剂的主要企业，“十二五”期间，年产量达20多万吨。目前，中石化均采用氯化稀土作为催化剂生产的稀土原料。
在催化剂生产企业，为满足国家环保要求，均建有废水处理厂，并产生大量含稀土污泥，因此对污泥进行有价轻稀土的回收具有很大的经济意义和环境意义。以干重计，这种含稀土污泥一般含有La2O33.9-7.8重量%，CeO26.3-6.5重量%，Na2O5.4-6.5重量%，MgO0.1-0.4重量%，CaO0.8-0.9重量%，Al2O32-23重量%，Fe2O30.9-1.2重量%，SiO245-49重量%，SO314-15重量%，Cl0.7-0.9重量%。目前，我国大量文献集中在对各类稀土精矿(含稀土量>50重量%)的稀土湿法冶金技术上，而少有文献报道催化剂生产企业的废水污泥的稀土回收。催化剂例如石油炼制催化剂生产过程中产生的废水及其污泥的特性不同于稀土矿石，因此污泥中稀土资源化的方法与从稀土矿石中湿法冶炼稀土的方法有较大差异。
CN101481161A公开了一种用含稀土污泥和含铁尘泥生产聚硅硫酸稀土铝铁的方法，但其仅涉及含稀土污泥和含铁尘泥生产聚硅硫酸稀土铝铁的方法，并非直接提取有价稀土或其化合物，限制了其应用范围。
而一般而言，在催化剂生产过程中有稀盐酸产生，同时，催化剂生产使用的稀土原料一般为氯化稀土，因此，是否能够有效实现对污泥中的稀土以氯化稀土的形式回收，对催化剂的生产将具有很大的经济价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够高收率提取含稀土污泥中的稀土，且能耗低、环境污染小、工艺过程简单的从含稀土污泥中提取稀土的方法。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种从含稀土污泥中提取稀土的方法，其中，该方法包括：
(1)将含稀土污泥与酸性水溶液接触进行浸取，分离得到含有稀土元素的浸出液;
(2)将所述浸出液与含萃取剂的有机溶剂接触进行萃取，经萃取后得到萃余水相和含有稀土元素的萃取有机相，其中，所述萃取剂为含有磷氧双键的含磷萃取剂、羧酸萃取剂和含有硫氧双键的含硫萃取剂的混合物。
本发明通过使用含有磷氧双键的含磷萃取剂、羧酸萃取剂和含有硫氧双键的含硫萃取剂的混合物作为萃取剂，大大提高了萃取效率，特别是能够提高铈的萃取率，从而能够整体提高稀土回收率;并且在本发明的优选实施方式中，通过使用氯化氢和草酸的混合物的酸性水溶液进行浸取，使得按照本发明的方法能够在较低的温度下进行稀土元素的浸取，且浸取率高，节约了能耗且环境友好;同时在本发明的进一步优选实施方式中，使用盐酸对含有稀土元素的萃取有机相进行反萃取，可以得到氯化稀土溶液。其中，氯化稀土溶液既可以经蒸发后得到氯化稀土，也可以直接用于催化剂的生产，这无疑大大增加了本发明的方法的工业应用价值。
本发明的方法能够高收率的从含稀土污泥中浸出、提取稀土、制取氯化稀土，回收的氯化稀土能够回用于生产催化剂，整个工艺过程简单、环境友好且能耗低，并且生产设备投资费用较少，操作费用低。
本发明的方法能够用于低稀土含量的污泥的稀土回收，克服了传统从高稀土含量的矿石中提取稀土存在的浓酸碱环境污染、高温能耗等技术缺陷，解决了催化剂生产企业低稀土含量污泥直接回收有价轻稀土(La和Ce)的存在的回收率低、能耗高的技术问题。