[发明专利]一种从熔炼渣中回收稀有金属镧铈和锆的方法

说明书

本发明涉及一种从熔炼渣中回收稀有金属镧铈和锆的方法，包括如下步骤：1）破碎：将熔炼渣进行破碎；2）酸浸：将破碎后的熔炼渣用酸浸，得到含有铝、铁、钙、镁杂质的锆、镧和铈的溶液；3）水解除杂：控制溶液中的PH值，使铝、铁、钙、镁杂质水解生成沉淀物除去；4）溶液中加入氢氧化钠：向含有锆、镧和铈的溶液中加入氢氧化钠，镧和铈分别与之反应生成La（OH）₃和Ce（OH）₃沉淀，分离回收镧和铈；5）置换：在滤液中加入金属镁，置换得到金属锆。采用本发明的工艺，金属回收率高，金属镧、铈的回收率大于92％，锆的金属回收率大于95％，且工艺简单，环境友好，易实现工业化回收。

技术领域

本发明属于有色金属回收技术领域，具体涉一种从熔炼渣中回收稀有金属镧铈和锆的方法。

背景技术

稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金，在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。以镧、铈为代表性的稀土金属具有极为重要的用途，是当代高科技新材料的重要组成部分，由稀土金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等，均需使用独特性能的稀土金属。用量虽说不大，但至关重要，缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。而锆因其具有耐腐蚀性，可溶于氢氟酸和王水，高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物等性质，广泛用于冶金行业，是冶金工业的“维生素”，发挥它强有力的脱氧、除氮、去硫的作用。锆具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域，是我国航天、核工业发展的保障。

失效汽车催化剂中含有铂族金属铂、钯和铑，以及稀有金属镧铈和锆。采用等离子熔炼法从失效汽车催化剂中回收铂族金属铂、钯和铑，铂族金属富集在熔炼产物熔锍中，而其中的稀有金属镧铈和锆则在熔炼过程富集在熔炼渣中。目前还没有一种有效、快捷的能从熔炼渣中富集回收稀有金属镧铈和锆的方法。

专利号CN201410407037.6 《从失效汽车催化剂中高效清洁回收铂族金属的方法》公开了一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法，但其并未提及如何回收处理镧、铈和锆稀有金属。

发明内容

本发明提供一种从熔炼渣中回收稀有金属镧铈和锆的方法。解决了从熔炼渣中富集回收稀有金属镧铈和锆的技术问题。

具体技术方案是：一种从熔炼渣中回收稀有金属镧铈和锆的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）破碎：失效汽车催化剂经过1600℃高温铁捕集等离子熔炼后的熔炼渣，熔炼渣中ZrO₂含量为1.8～3.4%，CeO₂含量为1.5～2.9%，La₂O₃含量为0.3～0.6%，MgO含量为8.7～11%，Al₂O₃含量为31～34.6%，SiO₂含量为29.5～35%，CaO含量为15.1～19.8%，Fe₂O₃含量为0.5～2.0%。将上述熔炼渣用球磨机破碎，粒度为75～150μm，使熔炼渣中的有价金属锆、镧和铈充分暴露，以便后续浸出；

2）酸浸：将破碎后的熔炼渣用质量百分浓度为15～25%H₂SO₄和40～60%的HCl浸泡，H₂SO₄和HCl的体积比为1:2~1:6，保持温度45～60℃，液固比为4:1～8:1，浸泡3～8h，得到含有铝、铁、钙、镁杂质的锆、镧和铈的溶液；

3）水解除杂：控制溶液中的PH值为7～11，使铝、铁、钙、镁杂质水解生成沉淀物过滤除去，得到含锆、镧和铈的溶液；