[发明专利]一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法

说明书

本发明涉及一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法，所述方法包括以下步骤：(1)混合含氟稀土渣和酸液，然后固液分离，得到第一滤渣和含稀土元素的第一滤液；(2)混合步骤(1)得到的所述第一滤渣和含氯化铝熔盐，然后依次经过焙烧、洗涤和固液分离，得到含稀土元素的第二滤液和含氟元素的第二滤渣。本发明提供的从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法可以实现稀土元素和氟元素的高效回收，操作简单，成本低廉，工艺清洁环保，具有较高的资源综合利用率和综合回收价值。

技术领域

本发明涉及有色金属冶金和资源回收技术领域，具体涉及一种从含氟稀土渣中回收稀土元素和氟元素的方法。

背景技术

熔盐电解和钙热还原是制备稀土金属和合金的主要方法。熔盐电解法主要用于生产镧、铈、镨、钕等纯金属以及镧镍、钆铁、镝铁、钬铁、钐钴等合金，所用电解质主要为稀土氟化物和氟化锂。在电解生产过程中，由于加料、出炉、电极更换、电解槽维护和更换等操作，不可避免地产生大量的稀土熔盐渣，其主要成分为稀土氟化物、氟化锂、石墨、氟化钙、氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，其中稀土的含量(以稀土金属计)为5-60％。钙热还原法是生产中重稀土钪、钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥和镥等纯金属的主要方法。该方法是以金属钙为还原剂，以纯的单一稀土氟化物为原料，在1400-1600℃的真空或惰性气氛下进行还原反应，得到纯稀土金属和还原渣。因此，在稀土金属的生产过程中，不可避免地产生大量的还原渣，主要成分为氟化钙、少量稀土氟化物、稀土金属、金属钙和稀土氧化物，其中稀土的含量(以稀土金属计)为2-15％。由于稀土元素种类较多，生产不同稀土金属和合金所产生的废渣中稀土种类和含量差异较大，又因为稀土氟化物、氟化钙等具有较高的稳定性，所以含氟稀土渣处理难度大，处理成本高。

目前，含氟稀土渣的处理方法主要有酸法和碱法。酸法工艺一般采用浓硫酸焙烧法，利用浓硫酸与氟化物反应生成HF的原理，该方法生产工艺长，产生大量的HF剧毒气体，对设备要求较高。

CN104843761A公开了一种环保低成本从稀土氟化物熔盐电解废料中回收稀土的方法，该方法以稀土氟化物熔盐电解废料为原料，经破碎磨粉、搅拌混料、焙烧碱转、球磨、洗涤、优溶浸出、萃取分离、沉淀、洗涤、灼烧等工艺制得单一或混合稀土氧化物。

CN101956078A公开了一种从稀土熔盐电解废料中分离回收稀土元素的方法，该方法以稀土金属熔盐电解废料为原料，经原料粉碎、氢氧化钙配料、氟置换、盐酸溶解、P507煤油盐酸体系萃取分离、碳酸沉淀、灼烧等工艺步骤，制得单一稀土氧化物。

CN105369042A公开了一种从氟盐体系稀土熔盐电解渣中提取稀土的方法，该方法通过将硅酸盐与氟化物体系的稀土熔盐电解渣混合，然后焙烧、洗涤、过滤、酸浸，得到稀土料液。

以上方法主要利用碱性物质在高温下与稀土氟化物作用，将稀土元素转变可溶于酸的稀土氧化物，从而进行酸浸提取回收。因此，酸液和碱液的用量大，设备条件和处理成本要求较高，并且未考虑氟元素的回收利用。

CN111534701A公开了一种从稀土熔盐电解渣中高效回收有价元素的方法，该方法将稀土熔盐电解渣和锂源混合均匀得混合物；所得混合物依次进行一段真空焙烧、二段真空蒸馏，得到高纯氟化锂。

CN111961872A公开了一种提取钙热真空还原稀土渣中有价元素的方法，该方法采用真空置换和真空蒸馏法，利用锂盐直接置换钙热还原稀土渣中的氟制取氟化锂，蒸馏渣经酸浸—萃取分离工艺制取稀土氟化物或氧化物。

以上方法中采用碳酸锂或氢氧化锂分解稀土熔盐渣和还原渣，并回收稀土元素，以氟化锂的形式回收氟元素，但是碳酸锂和氢氧化锂的价格昂贵，生产成本比较高。

因此，开发一种高效、节能并且环保的含氟稀土渣综合回收利用的方法具有重要意义。

发明内容