阅读说明：本技术 一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法 (Method for pre-separating Ce, Sm, Eu, Gd and Dy from high-La rare earth oxides ) 是由 杨幼明 张小林 牛飞 刘东辉 杨诗旻 孟玉宁 蓝桥发 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法,包括如下步骤：把高La稀土氧化物缓慢加入至Na<Sub>2</Sub>CO<Sub>3</Sub>溶液中,搅拌过程中缓慢通入CO<Sub>2</Sub>气体,快速过滤,得到滤渣和浸出液；滤渣为La<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>；在室温下往浸出液中缓慢通入CO<Sub>2</Sub>并慢速搅拌,使pH降到8.0后停止通气与搅拌,快速过滤,得到沉淀物；得到的沉淀物放入热风烘箱内,在65-75℃下烘24h后,冷却至室温,用水溶解后过滤,得到的滤液为Na<Sub>2</Sub>CO<Sub>3</Sub>溶液,得到的不溶固相为Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸稀土复盐。本发明方法根据中稀土氧化物与重稀土氧化物在碳酸钠水溶液中溶解-络合性质的差异,优先使中稀土氧化物溶解在碳酸钠溶液中,从而达到预分离的目的,以减少中重稀土元素萃取分组与萃取分离的级数。(The invention discloses a method for pre-separating Ce, Sm, Eu, Gd and Dy from high-La rare earth oxides, which comprises the following steps of slowly adding the high-La rare earth oxides into Na 2 CO 3 In the solution, CO is slowly introduced in the stirring process 2 Quickly filtering the gas to obtain filter residue and leachate; the filter residue is La 2 O 3 (ii) a Slowly introducing CO into the leaching solution at room temperature 2 Slowly stirring, stopping ventilation and stirring after the pH value is reduced to 8.0, and quickly filtering to obtain a precipitate; placing the obtained precipitate in a hot air oven, drying at 65-75 deg.C for 24 hr, cooling to room temperature, dissolving in water, and filtering to obtain filtrate Na 2 CO 3 The insoluble solid phase obtained from the solution is the rare earth carbonate double salt of Ce, Sm, Eu, Gd and Dy. The method of the invention preferentially dissolves the medium rare earth oxide according to the difference of the dissolution-complexation properties of the medium rare earth oxide and the heavy rare earth oxide in the sodium carbonate aqueous solutionDecomposing in sodium carbonate solution to reach the aim of pre-separation and reduce the number of extraction groups and extraction separation stages of medium and heavy rare earth elements.)

一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法

技术领域

本发明涉及稀土元素湿法冶金领域，具体涉及一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法。

背景技术

轻稀土氟碳铈矿稀土矿主要以La、Ce元素为主，含有少量的中稀土元素。目前，该类离子型稀土矿的主流工艺是硫酸化焙烧、氧化焙烧，用稀硫酸浸出后，用硫酸钠进行复盐沉淀预分组，La³⁺、Ce⁴⁺的沉淀硫酸复盐过程中，往往需要把Ce⁴⁺还原成Ce³⁺，而且需要消耗大量NaOH进行硫酸复盐转型，再灼烧成氧化物，再盐酸优溶后萃取分离。该过程工艺繁琐，原材料消耗大，对环境治理压力大。且该分离工程固定资产占用大，分离级数繁多，分离成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法，包括如下步骤：

S1、配制Na₂CO₃溶液，把高La稀土氧化物缓慢加入至Na₂CO₃溶液中；

S2、保温75-85℃，搅拌过程中缓慢通入CO₂气体，使pH处于10.5-11.5之间，搅拌；

S3、趁热快速过滤，得到滤渣和浸出液；滤渣为La₂O₃；

S4、在室温下往步聚S3得到的浸出液中缓慢通入CO₂并慢速搅拌，使pH降到8.0后停止通气与搅拌，快速过滤，得到沉淀物；

S5、将步聚S4得到的沉淀物放入烘箱内，在65-75℃下烘24h后，冷却至室温，用水溶解后过滤，得到的滤液为Na₂CO₃溶液，得到的不溶固相为Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸稀土复盐。

进一步地，步骤S1中，将高La稀土氧化物加入至Na₂CO₃溶液之前，先将高La稀土氧化物用球磨机快速球磨，然后将球磨均匀的高La稀土氧化物加入至Na₂CO₃溶液。

进一步地，将高La稀土氧化物用球磨机快速球磨使之平均粒度为150-200目。

进一步地，步骤S1中，通过物料计算，加入至Na₂CO₃溶液中的重稀土总量不超过100g/L。

进一步地，步骤S1中，Na₂CO₃溶液的浓度为1.7-2.0mol/L。

进一步地，步骤S2中，控制搅拌转速为70r/min。

进一步地，步骤S2中，搅拌时间为90分钟。

进一步地，步骤S4中，搅拌的转速为30r/min。

本发明的有益效果在于：

本发明方法根据中稀土氧化物与重稀土氧化物在碳酸钠水溶液中溶解-络合性质的差异，优先使中稀土氧化物溶解在碳酸钠溶液中，从而达到预分离的目的，以减少中重稀土元素萃取分组与萃取分离的级数。

具体地，本发明采用少量、价廉、碱性较低的碳酸钠作为络合剂，经过短时间、湿法浸出及固液分离，以简便、高效的化工过程实现中、重稀土元素的预分离，即减少了稀土氧化物在酸优溶过程中的盐酸耗量，同时减少了萃取分离的级数，从对减少高盐废水排放存在重要的借鉴意义。本发明方法整体操作步聚简单，原材能循环利用，无金属损失，具有高效、低能耗、操作周期短等优点。

附图说明

图1为本发明方法的总体流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

一种高La稀土氧化物预分离Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的方法，如图1所示，包括如下步骤：

(1)将高La稀土氧化物用球磨机快速球磨，使之平均粒度为150-200目；

(2)配制1.7-2.0mol/L的Na₂CO₃溶液，把步骤S1中得到的球磨均匀的高La稀土氧化物缓慢加入至Na₂CO₃溶液中，通过物料计算，加入至Na₂CO₃溶液中的重稀土总量不超过100g/L；

(3)保温75-85℃，控制搅拌转速为70r/min，搅拌过程中缓慢通入CO₂气体，使pH处于10.5-11.5之间，搅拌90分钟；

(4)快速过滤，得到滤渣为La₂O₃，浸出液含有中稀土Ce、Sm、Eu、Gd、Dy以及少量的重稀土元素；

(5)在室温下往步聚(4)得到的浸出液中缓慢通入CO₂并慢速搅拌(30r/min)，使pH降到8.0后停止通气与搅拌，快速过滤，得到的沉淀物主要包括含有Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸稀土复盐与NaHCO₃。

(6)将步聚(5)得到的沉淀物放入热风烘箱内，在65-75℃下烘24h后，冷却至室温，用水溶解后过滤，得到的滤液为Na₂CO₃溶液可循环使用，得到的不溶固相为含有Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸稀土复盐。

步聚S4得到La₂O₃，步骤S6得到含有Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸复盐，由此实现了La与Ce、Sm、Eu、Gd、Dy预分离的目的。

实施例1

本实施例以某厂以高La稀土氧化物为原料，该原料含量及稀土配分见表1所示。

表1 1^#高La稀土氧化物稀土配分

原料经球磨至150ˉ200目后，配备50L 2mol/L的Na₂CO₃溶液置于带夹套80L的不锈钢(316L)反应釜中，称取4.5Kg稀土氧化物粉末缓慢加入，保温75-85℃，由此同时往溶液中通入CO₂，使溶液体系pH恒定在10.5-11.5之间，控制转速为70r/min搅拌反应90min后，趁热快速过滤，得到氧化镧滤渣，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，分析结果见表2。在室温下得到的浸出液继续通CO₂，并把转速控制30r/min，直至溶液pH降为8.0时停地通气与搅拌，快速过滤取出沉淀物，沉淀物置于65-75℃热风烘箱内烘24h后，用水溶解，控制液固比大约为5：1，过滤得到滤液与不溶固相，不溶固相为中稀土元素Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸盐，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，结果见表3。

表2 1^#La₂O₃配分

表3 1^#稀土碳酸盐稀土配分

由表1、表2、表3的数据对比中可知，La₂O₃滤渣中含Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的总量(RE₂O₃)＜0.4％，不溶固相中Ce、Sm、Eu、Gd、Dy得到了富集，它们总量(RE₂O₃)上升至19.53％。

实施例2

本实施例以某厂以高La稀土氧化物为原料，该原料含量及稀土配分见表4所示。

表4 2^#高La稀土氧化物稀土配分

原料经球磨至150ˉ200目后，配备50L 1.8mol/L的Na₂CO₃溶液置于带夹套80L的不锈钢(316L)反应釜中，称取4.3Kg稀土氧化物粉末缓慢加入，保温75-85℃，由此同时往溶液中通入CO₂，使溶液体系pH恒定在10.5-11.5之间，控制转速为70r/min搅拌反应90min后，趁热快速过滤，得到氧化镧滤渣，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，分析结果见表5。得到的浸出液在室温下继续通CO₂，并把转速控制30r/min，直至溶液pH降为8.0时停地通气与搅拌，快速过滤取出沉淀物，沉淀物置于65-75℃热风烘箱内烘24h后，用水溶解，控制液固比大约为5：1，过滤得到滤液与不溶固相，不溶固相为中稀土元素Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸盐，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，结果见表6。

表5 2^#La₂O₃配分

表6 2^#稀土碳酸盐稀土配分

由表4、表5、表6的数据对比中可知，La₂O₃滤渣中含Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的总量(RE₂O₃)＜0.4％，不溶固相中Ce、Sm、Eu、Gd、Dy得到了富集，它们总量(RE₂O₃)上升至19.82％。

实施例3

本实施例以某厂以高La稀土氧化物为原料，该原料含量及稀土配分见表7所示。

表7 3^#高La稀土氧化物稀土配分

原料经球磨至150-200目后，配备50L 1.7mol/L的Na₂CO₃溶液置于带夹套80L的不锈钢(316L)反应釜中，称取4.6Kg稀土氧化物粉末缓慢加入，保温75-85℃，由此同时往溶液中通入CO₂，使溶液体系pH恒定在10.5-11.5之间，控制转速为70r/min搅拌反应90min后，趁热快速过滤，得到氧化镧滤渣，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，分析结果见表8。得到的浸出液在室温下继续通CO₂，并把转速控制30r/min，直至溶液pH降为8.0时停地通气与搅拌，快速过滤取出沉淀物，沉淀物置于65-75℃热风烘箱内烘24h后，用水溶解，控制液固比大约为5：1，过滤得到滤液与不溶固相，不溶固相为中稀土元素Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的碳酸盐，用X射线荧光光谱法与电感耦合等离子体发射光谱法分析其各组份的含量，结果见表9。

表8 3^#La₂O₃配分

表9 3^#稀土碳酸盐稀土配分

由表1、表2、表3的数据对比中可知，La₂O₃滤渣中含Ce、Sm、Eu、Gd、Dy的总量(RE₂O₃)＜0.4％，不溶固相中Ce、Sm、Eu、Gd、Dy得到了富集，它们总量(RE₂O₃)上升至20.53％。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。