一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺的制作方法

本发明属于稀土湿法冶金除氟，尤其涉及一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺。

背景技术：

1、湿法冶金是稀土分离提纯主流工艺，稀土矿经盐酸酸溶浸出后，料液中会残留大量氟离子，带来多重生产难题。氟离子强腐蚀性，持续腐蚀反应釜、管道、萃取设备，大幅缩短设备使用寿命。氟与稀土离子形成可溶性稀土氟络合物，最终掺杂于稀土产品中，劣化稀土磁、光、电性能，限制高端领域应用。稀土料液中同步伴生铝、铁杂质，常规工艺难以同步去除，增加后续分离负荷。含氟废液直接外排会污染水土，危害生态与人体健康，不符合绿色冶金环保要求。

2、当前稀土料液主流除氟技术为钙镁沉淀法，原料廉价易得、可与湿法冶金工序无缝衔接。传统工艺以氧化钙、氧化镁为除氟剂，额外添加碳酸钠作为ph缓冲剂，存在显著缺陷，碳酸钠快速生成大量碳酸钙絮体，包裹cao、mgo颗粒与氢氧化镁胶体，封堵除氟活性位点，除氟效率偏低。氧化镁一次性投加，快速团聚失活，微量氟深度吸附能力差，除氟率不足75%。未分段控温、无分级陈化工艺，反应结晶不完全，沉淀絮体细小，滤液黏稠呈糊状，固液分离难度大，稀土夹带损失严重。缺乏氧化镁分步投加、温度梯度、沉淀剂投加量协同调控体系，工艺参数无最优匹配方案，除氟效果不稳定。现有研究仅单独考察单一温度、单一药剂投加量对除氟效果的影响。因此亟需开发无碳酸钠、高除氟率、低稀土损失、过滤性能优良的钙镁复合除氟新工艺。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，包括以下步骤：

4、s1、取混合稀土矿酸溶料液，投加第一除杂剂并搅拌，过滤除去沉淀，得到预处理稀土料液；

5、s2、将预处理稀土料液升温后，第一次投加第二除杂剂并搅拌，再投加第三除杂剂并搅拌；

6、s3、第二次补加第二除杂剂并搅拌；

7、s4、对s3得到的混合体系进行恒温密闭陈化；

8、s5、陈化后静置沉降，过滤得到低氟稀土上清液。

9、优选地，所述s1中酸溶使用盐酸，按硫酸根摩尔当量100%投加第一除杂剂，然后在常温搅拌下0.5-2h，过滤除去沉淀，得到预处理高氟稀土料液。

10、优选地，所述s2中，将预处理稀土料液升温至70-90℃后，第一次投加第二除杂剂料液，搅拌20-40min，再投加第三除杂剂，然后在70-90℃恒温搅拌30-50min。

11、优选地，所述s2中，第三除杂剂的投加量占预处理稀土料液质量分数的3-8%。

12、优选地，所述s3中，维持反应体系70-90℃的恒温，再第二次补加第二除杂剂，然后持续搅拌45-75min。

13、优选地，所述s3中，第二次补加第二除杂剂1-5g/l，然后持续搅拌45-75min，第二除杂剂总投加量为6-11g/l。

14、优选地，所述s4中，对s3的混合体系升温至80-110℃，然后恒温密闭陈化8-15h。

15、优选地，所述第一除杂剂为氯化钡，第二除杂剂为氧化镁。

16、优选地，所述第三除杂剂为碳酸钙。

17、优选地，所述s2、s3中，搅拌转速控制为200-300r/min。

18、本发明的有益效果在于：

19、本发明的最优工艺条件下混合稀土矿酸溶料液的除氟率可达90.59%，显著高于单一氧化钙、单一氧化镁的除氟体系；而且，氧化镁分步投加除氟效果为一次性投加的1.25倍。

20、本发明的工艺还能同步脱除多种杂质：可一步共沉淀去除料液中氟、铝、铁三类有害杂质，简化稀土预处理工序。

21、本发明处理后的稀土滤液性能优良：高温长时陈化促使沉淀颗粒粗大，上清液占比大幅提升，无糊状黏稠滤液，沉降、压滤速度提升40%以上，降低固液分离能耗。

22、本发明的工艺稀土损失低：无需碳酸钠缓冲剂，减少稀土被絮体包裹夹带，稀土损失率低于3%，提升稀土资源回收率。

23、本发明所用原料廉价易得：氧化钙、氧化镁、碳酸钙均为大宗廉价化工原料，工艺运行成本低；无二次盐类引入，不干扰后续稀土萃取分离流程。

24、本发明的工艺工业化适配性强：工艺温度、药剂投加量、陈化时间参数可控，可直接衔接现有稀土湿法酸溶生产线，设备改造投入小。

25、本发明的工艺全程不添加碳酸钠、碳酸氢钠等碳酸盐缓冲剂，杜绝过量碳酸钙包裹除氟活性位点。

1.一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s1中酸溶使用盐酸，按硫酸根摩尔当量100%投加第一除杂剂，然后在常温搅拌下0.5-2h，过滤除去沉淀，得到预处理高氟稀土料液。

3.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s2中，将预处理稀土料液升温至70-90℃后，第一次投加第二除杂剂料液，搅拌20-40min，再投加第三除杂剂，然后在70-90℃恒温搅拌30-50min。

4.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s2中，第三除杂剂的投加量占预处理稀土料液质量分数的3-8%。

5.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s3中，维持反应体系70-90℃的恒温，再第二次补加第二除杂剂，然后持续搅拌45-75min。

6.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s3中，第二次补加第二除杂剂1-5g/l，然后持续搅拌45-75min，第二除杂剂总投加量为6-11g/l。

7.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s4中，对s3的混合体系升温至80-110℃，然后恒温密闭陈化8-15h。

8.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述第一除杂剂为氯化钡，第二除杂剂为氧化镁。

9.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述第三除杂剂为碳酸钙。

10.如权利要求1所述的一种钙镁复合分段控温处理高氟稀土料液的除杂工艺，其特征在于：所述s2、s3中，搅拌转速控制为200-300r/min。