[发明专利]一种利用高浓度氯化锌溶液提取稀土元素的方法

说明书

本发明涉及稀土元素的回收技术领域，公开一种利用高浓度氯化锌溶液提取稀土元素的方法，包括步骤：将含有稀土元素的固体原料与高浓度氯化锌溶液混合，搅拌后静置分离得到含有稀土元素的液相。本发明利用高浓度氯化锌作为质子酸从稀土二次资源中高选择性的溶解分离稀土元素，在溶解的同时实现分离，而与过渡金属元素几乎不反应，达到简化流程，减少过程化学物质消耗及废水排放的效果，对稀土元素的萃取率高，对钕的溶解率最高达99.98％,与传统盐酸全溶方法相比，具有运输方便、使用安全、没有挥发性气体排放等优点。

技术领域

本发明涉及稀土元素的回收技术领域，具体涉及一种利用高浓度氯化锌溶液提取稀土元素的方法。

背景技术

稀土元素包括15种镧系元素，以及钇和钪两种非镧系元素，依靠其4f轨道价电子产生的独特磁性、电子和光学特性，被广泛应用于永磁体、镍氢电池、荧光剂等高新技术领域。由于全球对稀土元素需求的不断增长(预计到2020年年增长率为5％)和其在先进材料中有着不可替代的作用，稀土元素也被称为“技术金属”。我国稀土出口起于1985年，并于2010年左右覆盖全球市场的97％以上，是当之无愧的稀土大国，同时稀土产业在后端应用领域也具有更大的发展空间。

其中，稀土氧化物作为稀土产业中间冶炼环节产生的原料，一直是一种是非重要的商品。据悉，每吨稀土氧化物的制备前后会产生2000t矿渣、1000t重金属废水和9600～12000m³的硫化物和氢氟酸、2m³的放射性固废，环境污染严重，治理成本较高。每立方米的稀土放射性固废处理成本高达数万美元。

针对上述问题，目前回收稀土资源占稀土原料消耗30％的钕铁硼永磁材料成为回收的重点。在烧结钕铁硼磁体的生产过程中会产生大约20～30％的废料，另外，存在于电子产品中的永磁铁也会随着产品的使用年限到期而报废。因此从钕铁硼废料中提取稀土元素将会带来巨大的经济效益和社会效益。随着资源的日益短缺、环境压力增大，以往粗放型的稀土利用模式将受到限制，这也将会促进稀土回收产业的发展。对稀土元素进行回收既可以解决矿物开采造成的环境污染等问题，也有利于保护稀土矿产资源，使稀土产业健康有序地发展。

为实现稀土二次资源的绿色回收，需要采用传统湿法冶金以外的绿色新体系。CN108950251A公开了一种稀土元素的回收方法，使用盐酸对待处理样品进行处理，以使酸可溶稀土组分溶解，得到一级处理液和第一固渣；使一级处理液与第一有机萃取剂进行第一萃取过程，得到二级处理液和有机萃取相；将二级处理液的pH调至2～5，得到三级处理液和第二固渣；采用第二有机萃取剂对三级处理液进行第二萃取过程，然后采用反萃剂对第二萃取过程得到的萃取相进行反萃处理，得到至少一种单一的稀土氯化物溶液；使单一的稀土氯化物溶液依次进行沉淀反应及灼烧处理，以回收稀土元素。但该方法过程繁琐，需要经过多次萃取过程才能将稀土元素回收。

早在上世纪6、70年代，就有关于浓盐溶液具有强酸性的报导，在文献(FedericaForte，et al.ChemComm.,2020,5)中，报导了用酸性的浓盐溶液溶解回收铂族贵元素，受此启发，也可尝试采用浓的氯化锌溶液提取稀土元素。

发明内容

本发明为探索一种新的稀土元素提取方法，尝试采用高浓氯化锌溶液提取稀土元素，发现该溶液可含有稀土元素的原料(如稀土二次资源)中高选择性溶解稀土元素，且几乎不溶解稀土二次资源中的过渡金属元素，在溶解的同时实现分离，达到简化流程，减少过程化学物质消耗及废水排放的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用高浓度氯化锌溶液提取稀土元素的方法，包括步骤：将含有稀土元素的固体原料与高浓度氯化锌溶液混合，搅拌后静置分离得到含有稀土元素的液相。