專利名稱：獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放射性廢渣中有價(jià)元素的分離方法，具體地說(shuō)是一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，特別是涉及一種將獨(dú)居石渣中有價(jià)成分分離成液相(含有鈾、釷、稀土的溶液)和固相(含有獨(dú)居石、鋯英石、金紅石等有用礦物的濾渣)的方法。
背景技術(shù)：
獨(dú)居石是我國(guó)稀土工業(yè)四大主要原料之一。獨(dú)居石主要蘊(yùn)藏于廣東、廣西、海南島的海濱砂礦中，主要與鋯、鈦等礦物伴生，內(nèi)陸也有獨(dú)居石礦，如湖南岳陽(yáng)的筻口就有一個(gè)特大型的獨(dú)居石礦。獨(dú)居石屬于輕稀土礦，目前的生產(chǎn)工藝是獨(dú)居石精礦經(jīng)堿分解，從料液中提取有用的稀土和磷，剩下的固態(tài)產(chǎn)物中含有約16 28 %的ThO2、0. 6 I. 2 %的U和9 20 %的RE0，還有未被分解的獨(dú)居石、鋯英石、金紅石等有用礦物。因其中含量最多 的釷沒(méi)有找到大的用途，這些資源的回收未被重視，而成了一堆讓人頭疼的放射性廢渣，不 利于環(huán)保管理，也成了以獨(dú)居石為原料的稀土廠生存和發(fā)展難以逾越的障礙。目前，全國(guó)已有約5萬(wàn)噸獨(dú)居石渣，每年還有近I萬(wàn)噸礦渣產(chǎn)出，如管理不規(guī)范，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，特別是一種將獨(dú)居石渣中有價(jià)成分分離成液相(含有鈾、釷、稀土的溶液)和固相(含有獨(dú)居石、鋯英石、金紅石等有用礦物的濾渣)的方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，它包括下列步驟
⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液；
⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無(wú)溶液流出，濾液與步驟⑴中的上清液合并；
⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌，至濾液pH值2 3時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，水洗液與步驟⑴中的上清液合并，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣。為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率，本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C IOO0C，攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，對(duì)獨(dú)居石渣采用低酸、低溫浸出，液相和固相容易分離；采用選礦工藝對(duì)二次渣進(jìn)行選礦并堿分解后，可實(shí)現(xiàn)鈾、釷、稀土的閉路循環(huán)回收；同時(shí)，還可循環(huán)利用萃取余液廢酸，減少?gòu)U水排放，降低硫酸和新水消耗以及廢水處理費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，有價(jià)元素鈾、釷、稀土的回收率可大于97 %，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝中無(wú)放射性廢水、廢渣排出。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I :
一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，它包括下列步驟
⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液；
本實(shí)施例按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 10的比例，將獨(dú)居石渣(H2O 30. 80 %，ThO2 % 24. 2 %，REO % 9. 65 %，U % 0. 77 % )加入盛裝有濃度為O. 25mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中，加熱至55°C，攪拌5小時(shí)，冷卻靜置澄清至上清液清亮，靜置時(shí)間為5h，虹吸上清液至儲(chǔ)槽中，固相留反應(yīng)釜中。⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無(wú)溶液流出，濾液與步驟⑴中的上清液合并；
⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌，至濾液pH值2 3時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，水洗液與步驟⑴中的上清液合并，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣。本實(shí)施例用水洗滌濾渣，至濾液pH值3時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液，攪拌混勻，取樣分析，計(jì)算得出鈾的浸取率為78%，釷的浸取率為80 %，稀土的浸取率為45 %。本發(fā)明可對(duì)步驟⑶得到的含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液采用離子交換吸附法從中提取鈾，得到固體重鈾酸鈉和含釷和稀土的溶液；采用萃取法從上步含釷和稀土的溶液中提釷，得到固體氫氧化釷和稀土溶液；采用萃取法從上步稀土溶液中提取稀土，得到氯化稀土溶液和廢酸溶液；為減少工業(yè)廢水排出，節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā)明還可將產(chǎn)生的廢酸溶液即萃余液返回步驟⑴作酸浸液用。本發(fā)明可對(duì)步驟⑶得到的濾渣通過(guò)重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦，60 %的鋯英石精礦和尾礦，獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理，鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又可送入步驟⑴處理，如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收，生產(chǎn)工藝中無(wú)放射性廢渣排出。尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾，得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣，濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)；所產(chǎn)濾渣為非放射性廢渣排出。實(shí)施例2:為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率，本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。本實(shí)施例在步驟⑴后，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 2的比例，將濃度為O. 25mol/的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至60°C，攪拌5小時(shí)，冷卻靜置澄清6小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C IOO0C，攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液。本實(shí)施例在二次酸浸后，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 1的比例，將濃度為O. IOmol/ L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至50°C，攪拌O. 5小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。取樣分析，鈾的浸取率為82. 5 %，釷的浸取率為86 %，稀土的浸取率為58. 8 %。余同實(shí)施例I。實(shí)施例3:
本實(shí)施例在步驟⑴中，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I : 12的比例，將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 25mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中，加熱至60°C，攪拌6小時(shí)，冷卻靜置澄清至上清液清亮，靜置時(shí)間為6h，虹吸上清液至儲(chǔ)槽中，固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率，本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I: I. 5的比例，將濃度為O. 35mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至80°C，攪拌5小時(shí)，冷卻靜置澄清6小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，將濃度為
O.IOmoI/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至80°C，攪拌I. O小時(shí)，冷卻靜置澄清8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中，用水洗滌濾渣，至濾液pH值2. 5時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液，攪拌混勻，取樣分析，計(jì)算得出鈾的浸取率為83. 5 %，釷的浸取率為87. 2 %，稀土的浸取率為61.0%。余同實(shí)施例I。實(shí)施例4
本實(shí)施例在步驟⑴中，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 8的比例，將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 3mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中，加熱至65°C，攪拌7小時(shí)，冷卻靜置澄清至上清液清亮，靜置時(shí)間為7h，虹吸上清液至儲(chǔ)槽中，固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率，本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I:3的比例，將濃度為O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至90°C，攪拌5小時(shí)，冷卻靜置澄清6小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，將濃度為
O.25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至90°C，攪拌I. O小時(shí)，冷卻靜置澄清8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中，用水洗滌濾渣，至濾液pH值2. O時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液，攪拌混勻，取樣分析，計(jì)算得出鈾的浸取率為85. 5 %，釷的浸取率為88. O %，稀土的浸取率為65. 5 %。余同實(shí)施例I。
實(shí)施例5:
本實(shí)施例在步驟⑴中，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 7的比例，將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 45mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中，加熱至70°C，攪拌8小時(shí)，冷卻靜置澄清至上清液清亮，靜置時(shí)間為8h，虹吸上清液至儲(chǔ)槽中，固相留反應(yīng)釜中。在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I:3的比例，將濃度為O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至90°C，攪拌5小時(shí)，冷卻靜置澄清8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，將濃度為
O.25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至90°C，攪拌I. O小時(shí)，冷卻靜置澄清8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液，固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中，用水洗滌濾渣，至濾液pH值3. O時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液，攪拌混勻，取樣分析，計(jì)算得出鈾的浸取率為88. 5 %，釷的浸取率為89. O %，稀土的浸取率為67. O %。余同實(shí)施例I。
權(quán)利要求
1.一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，其特征是它包括下列步驟 ⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液； ⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無(wú)溶液流出，濾液與步驟⑴中的上清液合并； ⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌，至濾液PH值2 3時(shí)停止進(jìn)水，壓干濾渣，水洗液與步驟⑴中的上清液合并，得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，其特征是在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C 100°C，攪拌5小時(shí) 8小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，其特征是在二次酸浸后進(jìn)行酸洗，按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，將濃度為O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中，加熱至40°C 100°C，攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí)，冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí)，虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種獨(dú)居石渣有價(jià)成分的分離方法，特別是一種將獨(dú)居石渣中有價(jià)成分分離成液相(含有鈾、釷、稀土的溶液)和固相(含有獨(dú)居石、鋯英石、金紅石等有用礦物的濾渣)的方法，其特征是它包括下列步驟酸浸、壓濾、水洗，本發(fā)明對(duì)獨(dú)居石渣采用低酸、低溫浸出，液相和固相容易分離；采用選礦工藝對(duì)二次渣進(jìn)行選礦并堿分解后，可實(shí)現(xiàn)鈾、釷、稀土的閉路循環(huán)回收；同時(shí)，還可循環(huán)利用萃取余液廢酸，減少?gòu)U水排放，降低硫酸和新水消耗以及廢水處理費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，有價(jià)元素鈾、釷、稀土的回收率可大于97﹪，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝中無(wú)放射性廢水、廢渣排出。
文檔編號(hào)C22B59/00GK102925681SQ20121048954
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者王 琦, 陳月華, 崔震, 任萍, 許鴿鳴, 郭衛(wèi)權(quán), 朱焱 申請(qǐng)人:益陽(yáng)鴻源稀土有限責(zé)任公司