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稀土资源在开采和冶炼的过程中,伴生钍资源缺乏有效处理,造成环境污染和资源浪费。以对稀土资源二次回收及有效分离稀土和钍元素为目的,本文提出萃取—法沉淀新工艺,开发出两种新型苯氧羧酸类萃取—沉淀剂(2,2’-((环己烷-1,1-二基双(4,1亚苯基)双(氧基))二乙酸(CPDA)和2,2’-((氧双(4,1-亚苯基)双(氧基))二乙酸(OPDA),并制备了2,2-((丙烷-2,2-二基双(4,1-亚苯基))双(氧基))二乙酸(PPDA)和2-(4-(2,4,4-三甲基戊-2-基)苯氧基)乙酸(POAA),用于钕铁硼废液中稀土的富集以及白云鄂博焙烧浸出液中稀土和钍的分离。
本课题对CPDA、OPDA、PPDA和PPOA萃取—沉淀富集稀土的特点进行了试验探究。试验表明,所合成的萃取—沉淀剂与传统沉淀剂(氧化镁,碳酸氢铵等)相比,沉淀速率更快,且与稀土形成的沉淀物颗粒更大,便于固液分离;同时双羧酸结构的CPDA、OPDA和PPDA与稀土形成的沉淀物的比单羧酸结构的POAA与稀土形成的沉淀物更大,且具有更高的负载量。通过紫外—可见分光光度仪测定,CPDA在萃余液中的溶解性仅35mg/L,通过反萃可循环利用。使用CPDA从稀土浓度为52.129mg/L钕铁硼废液中富集稀土元素,稀土沉淀率超过90%,残余稀土的浓度为6.202mg/L,经过盐酸反萃获得20.566g/L的氯化稀土溶液,说明萃取—沉淀法在二次资源回收方面的应用潜力。
为了探究双羧酸结构萃取—沉淀剂在稀土资源领域的更多用途,本文首先对白云鄂博稀土矿进行低温浓硫酸焙烧水浸,获得硫酸稀土料液。经实验得出,工艺条件在矿酸比1∶1.5、焙烧温度200℃、焙烧时间1h、水/焙烧矿(液固比)8∶1、水浸时间4h、水浸温度50℃可获得最优浸出效率,CeO2、La2O3、Nd2O3、Pr6O11、Sm2O3和ThO2的浸出率分别为78%、63%、95%、75%、93%和98%。随后在PPDA皂化度70%、PPDA和钍离子的摩尔比4∶1、浸出液pH=3.1、震荡时间20min的条件下对白云鄂博矿的浸出液进行稀土和钍元素的分离回收,可以得到稀土和钍的沉淀率分别为19%和90%。结果表明皂化后羧酸类萃取—沉淀剂在硫酸体系中可以实现稀土和钍的分离。本文提出的萃取—沉淀法为湿法冶金技术带来了新的发展,为稀土二次资源的回收提供了新的启发。
本课题对CPDA、OPDA、PPDA和PPOA萃取—沉淀富集稀土的特点进行了试验探究。试验表明,所合成的萃取—沉淀剂与传统沉淀剂(氧化镁,碳酸氢铵等)相比,沉淀速率更快,且与稀土形成的沉淀物颗粒更大,便于固液分离;同时双羧酸结构的CPDA、OPDA和PPDA与稀土形成的沉淀物的比单羧酸结构的POAA与稀土形成的沉淀物更大,且具有更高的负载量。通过紫外—可见分光光度仪测定,CPDA在萃余液中的溶解性仅35mg/L,通过反萃可循环利用。使用CPDA从稀土浓度为52.129mg/L钕铁硼废液中富集稀土元素,稀土沉淀率超过90%,残余稀土的浓度为6.202mg/L,经过盐酸反萃获得20.566g/L的氯化稀土溶液,说明萃取—沉淀法在二次资源回收方面的应用潜力。
为了探究双羧酸结构萃取—沉淀剂在稀土资源领域的更多用途,本文首先对白云鄂博稀土矿进行低温浓硫酸焙烧水浸,获得硫酸稀土料液。经实验得出,工艺条件在矿酸比1∶1.5、焙烧温度200℃、焙烧时间1h、水/焙烧矿(液固比)8∶1、水浸时间4h、水浸温度50℃可获得最优浸出效率,CeO2、La2O3、Nd2O3、Pr6O11、Sm2O3和ThO2的浸出率分别为78%、63%、95%、75%、93%和98%。随后在PPDA皂化度70%、PPDA和钍离子的摩尔比4∶1、浸出液pH=3.1、震荡时间20min的条件下对白云鄂博矿的浸出液进行稀土和钍元素的分离回收,可以得到稀土和钍的沉淀率分别为19%和90%。结果表明皂化后羧酸类萃取—沉淀剂在硫酸体系中可以实现稀土和钍的分离。本文提出的萃取—沉淀法为湿法冶金技术带来了新的发展,为稀土二次资源的回收提供了新的启发。