一種利用毒重石-鋇解石工業(yè)廢渣制備高純度鋇鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無機(jī)鹽精細(xì)化工領(lǐng)域，更具體的說是設(shè)及一種利用毒重石-領(lǐng)解石工 業(yè)廢渣制備高純度領(lǐng)鹽的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 毒重石-領(lǐng)解石型領(lǐng)礦石是世界上稀有的領(lǐng)資源，它的主要有用成分是毒重石， 領(lǐng)解石，同時(shí)還有少量的領(lǐng)白云石，娃侶領(lǐng)石，及重晶石。目前，我國對毒重石-領(lǐng)解石型領(lǐng) 礦的開發(fā)利用，主要用來生產(chǎn)領(lǐng)系列無機(jī)化工產(chǎn)品如：八水領(lǐng)，一水領(lǐng)，硝酸領(lǐng)，氯化領(lǐng)，碳 酸領(lǐng)，硫酸領(lǐng)等等。其中，在采用般燒法生產(chǎn)八水巧的過程中，由于工藝及設(shè)備的局限性，每 生產(chǎn)1噸八水巧就會產(chǎn)出1. 5-2噸W上的廢渣，且領(lǐng)的實(shí)際轉(zhuǎn)換率通常在50%W下，相應(yīng) 地，廢渣中的碳酸領(lǐng)含量則在50%左右，有些則高達(dá)60%。如此，不僅是從對領(lǐng)的回收利用角 度還是對周邊環(huán)境的保護(hù)角度來看，變廢為寶的處理都顯得極為重要。
[0003] 目前，已有部分現(xiàn)有技術(shù)可W領(lǐng)渣為原料實(shí)現(xiàn)對領(lǐng)鹽的制取，如申請?zhí)枮?201110463000. 1，發(fā)明名稱為"用毒重石尾礦領(lǐng)渣制備氯化領(lǐng)的方法"的中國發(fā)明專利申請 公開了將毒重石尾礦領(lǐng)渣經(jīng)磨粉-酸解浸出-過濾-除雜步驟可制得氯化領(lǐng)的產(chǎn)品，但是 它的浸出工序、除雜工序及凈化工序均較簡易，卻使用乙醇溶劑，成本高昂；例如，在除雜工 序中，僅使用了草酸，而它并不能對尾礦領(lǐng)渣中含有的鎖、巧、鐵等雜質(zhì)進(jìn)行有效清除，反而 會引入雜質(zhì)，運(yùn)樣，會使得制取的氯化領(lǐng)的純度較低，在工業(yè)上沒有實(shí)用性。因此，該技術(shù)并 不能實(shí)現(xiàn)對領(lǐng)元素的高效回收處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種利用毒重石-領(lǐng)解石工業(yè)廢渣制取高純領(lǐng)鹽的方法，通過對毒 重石-領(lǐng)解石工業(yè)廢渣進(jìn)行浸出、除雜精制及深度凈化等工序的處理，可制得產(chǎn)品純度高、 雜質(zhì)含量低的領(lǐng)鹽，W實(shí)現(xiàn)對領(lǐng)的高效回收。同時(shí)，本發(fā)明采用的全濕法工藝無需高溫操 作，反應(yīng)條件溫和，不僅能耗低，且S廢排放少，如此，則可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對毒重石-領(lǐng)解石工 業(yè)廢渣深加工領(lǐng)域的清潔生產(chǎn)及綜合利用問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 陽〇化]本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種利用毒重石-領(lǐng)解石工業(yè)廢渣制備高純度領(lǐng)鹽的方法，包括如下工序： 1) 破碎磨粉工序：先將W碳酸領(lǐng)計(jì)品位為55~61%的毒重石-領(lǐng)解石工業(yè)廢渣烘干至 水分《0. 5%，再將所述廢渣進(jìn)行破碎磨粉，過100目篩，取篩下渣粉，備用； 2) 酸解浸取工序：向盛有水的耐酸反應(yīng)蓋中加入工序1)所得的渣粉，攬拌直至調(diào)成漿 狀；再按液固比1. 0~1. 5 :1的比例加入濃度為15-30%的鹽酸，在《40。C的溫度下攬拌 5-15分鐘；再升溫至50。C-70。C，攬拌浸取90-120分鐘，控制浸取終點(diǎn)PH在2. 5-4. 0范 圍內(nèi)；再進(jìn)行固液分離，收集所得濾液，備用； 3) 除雜凈化工序：在工序2)所得的濾液中加入按工序1)所得的渣粉重量的1-3%的 雙氧水，其中雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27. 5-30%，攬拌3-10分鐘；再加入PH調(diào)節(jié)劑，直至PH值 調(diào)至8. 0,加熱升溫至70-80°C，加入按工序I)所得渣粉重量計(jì)0. 2-0. 5%的活性炭，煮至 微沸并保持4-7分鐘；再過濾，將所得濾液的PH值調(diào)整為3. 0-5. 0,得到凈化液，備用； 4) 蒸發(fā)濃縮結(jié)晶工序：將工序3)所得的凈化液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)蓋中，通過蒸發(fā)作用將所述凈 化液進(jìn)行濃縮，直至該液體在30。C時(shí)的比重為1. 25~1. 35,即在30。C溫度下與水的密度 比為1. 25~1. 35 :1 ;再將該液體轉(zhuǎn)入結(jié)晶器中，用O-ICTC的水進(jìn)行冷卻，析出氯化領(lǐng)晶體， 待結(jié)晶完畢，將氯化領(lǐng)晶體離屯、脫水； 5) 粗洗工序：將經(jīng)過工序4)所得的氯化領(lǐng)晶體轉(zhuǎn)入粗洗蓋中，按液固比1. 0~1. 5:1加 入粗洗液，并在室溫下，按300-500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攬拌30-60分鐘；再靜置8-15分鐘，分去粗 洗液，離屯、脫水甩干；重復(fù)上述粗洗操作，直至粗洗后的氯化領(lǐng)晶體中巧離子含量在50ppm W下； 6) 精洗工序：將工序5)粗洗后得到的氯化領(lǐng)晶體轉(zhuǎn)入到精洗蓋中，按液固比1~1. 5:1 加入精洗液，并在室溫下，按300-500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攬拌30-60分鐘；再靜置8-15分鐘，分 去精洗液，離屯、脫水甩干；重復(fù)上述精洗操作，直至精洗后的氯化領(lǐng)晶體中巧離子含量在 1化pmW下；最后一次離屯、脫水時(shí)，用0-5°C的去離子水淋洗氯化領(lǐng)晶體1-3次，再進(jìn)行甩 干； 7) 烘干工序：將工序6)得到的氯化領(lǐng)晶體轉(zhuǎn)入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，干燥溫度為 60-80°C，直至氯化領(lǐng)晶體中游離水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)《0. 1%。
[0006] 本發(fā)明所采用的原料是毒重石-領(lǐng)解石型領(lǐng)礦石制取八水領(lǐng)殘留的廢渣，該廢渣 中，W碳酸領(lǐng)計(jì)品位一般在50-61%范圍內(nèi)；同時(shí)廢渣中含有15-25%的碳酸巧，約15%的娃 石粉，約5%的煤炭炭粉，其它還含有少量的碳酸儀，碳酸鎖，=氧化二鐵及硫化物等等。其 中，工序1)中的廢渣塊在烘干前可將其進(jìn)行預(yù)碎處理，使得廢渣塊的塊徑在100-300mm范 圍內(nèi)，運(yùn)樣，可提高烘干質(zhì)量及效率。為實(shí)現(xiàn)對廢渣塊的均勻烘干處理，可采用回轉(zhuǎn)烘干機(jī) 或者轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)。對廢渣的破碎磨粉處理可分兩步進(jìn)行，即先在飄式破碎機(jī)中進(jìn)行粗破處 理，再在雷蒙磨機(jī)中進(jìn)行磨粉處理，過100目篩，則可得到-100目渣粉。工序2)中，可在 耐酸反應(yīng)蓋中的水可為少量的自來水。液固比也即L/S，其中液體L的單位是立方米，固體 S的單位是噸，具體地為，加入的鹽酸的體積與渣粉的質(zhì)量間的比例值。由于鹽酸與渣粉 的反應(yīng)為放熱型，因而應(yīng)將溫度控制在40°CW下，如此有利于投料，防止沖鍋。由于工序 2)的酸解過程中會釋放出二氧化碳，因此，可開啟引風(fēng)機(jī)將二氧化碳吸出，再用廢燒堿溶液 吸收掉二氧化碳。固液分離可在真空過濾機(jī)或者壓濾機(jī)中進(jìn)行，固液分離后所得濾渣可用 70-80°C的熱水洗涂兩次，此洗涂液可用于酸解工序調(diào)漿。經(jīng)洗涂后，殘?jiān)室布礆堅(jiān)?重量與廢渣原料重量的百分比值為19~25%。
[0007] 其中，工序3)中PH調(diào)節(jié)劑是指可W中和稍過量酸的化學(xué)物質(zhì)，主要包括：一 水氨氧化領(lǐng)，八水氨氧化領(lǐng)，碳酸領(lǐng)，氨氧化鋼，氨水等等。該工序中過濾所得濾渣可用 70-90°C的純水進(jìn)行洗涂。此工序可對鐵、儘、侶及硫等雜質(zhì)進(jìn)行良好的凈化作用。工序 5)中，在沉降池中靜置8~15分鐘后，再開啟沉降池的閥口放出粗洗液則可分去粗洗液；離 屯、脫水可選擇化工S足離屯、機(jī)，轉(zhuǎn)速控制在900~1200轉(zhuǎn)/分，常溫下離屯、脫水5~10分鐘即 可。工序6)中，在沉降池中靜置8~15分鐘，再開啟沉降池的閥口放出精洗液則可分去精洗 液；離屯、脫水可選擇化工S足離屯、機(jī)，轉(zhuǎn)速控制在900~1200轉(zhuǎn)/分，常溫下離屯、脫水5~10 分鐘即可。為制得工序5)中的粗洗液和工序6)中的精洗液，需先制備高純氯化領(lǐng)晶種， 其制備方法為：在30-40°C的溫度下，按液固比20:100-25:100的比例混合半導(dǎo)體級的高 純水（電阻值> 15MQ)和粗品氯化領(lǐng)，由于粗品氯化領(lǐng)中主要雜質(zhì)為巧，儀，鎖及極微量的 錠離子，而高純水可對其進(jìn)行良好的純化處理；再按300-500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攬拌30-90分 鐘；離屯、脫水，所得結(jié)晶用適量0-5°C的高純冷水洗涂1-3次；脫水甩干可得高純氯化領(lǐng) 晶種，再將其溶入半導(dǎo)體級高純水（電阻值> 15MQ)形成常溫下的過飽和溶液，如此，則審U 得工序6)中的精洗液；將粗品氯化領(lǐng)溶入經(jīng)前述脫水的洗液形成常溫下的過飽和溶液，如 此，則制得工序5)中的粗洗液。凡是經(jīng)凈化液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶而得的氯化領(lǐng)晶體均可作為粗 品氯化領(lǐng)使用。工序7)中對氯化領(lǐng)結(jié)晶的干燥可使用氣流式干燥機(jī)，干燥后，經(jīng)化驗(yàn)分析 后，包裝入庫。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的工序4)采用真空連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶，即：溫度控制在65-100。C進(jìn)行 第一次蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，收集所得的一次氯化領(lǐng)晶體進(jìn)入所述工序5)，而經(jīng)第一次蒸發(fā)濃縮 結(jié)晶所得的一次母液則與經(jīng)所述工序3)所得的所述凈化液混合進(jìn)行第二次蒸發(fā)濃縮結(jié)晶， 收集所得的二次氯化領(lǐng)晶體W進(jìn)入所述工序5)，經(jīng)第二次蒸發(fā)濃縮結(jié)晶所得的二次母液則 循環(huán)使用，直至該液體中的巧離子達(dá)到90%的飽和度。通過真空連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶可進(jìn)一步提 高領(lǐng)的回收率，同時(shí)也能節(jié)約蒸汽降低成本；同時(shí)，經(jīng)多次蒸發(fā)濃縮結(jié)晶所得的母液中含有 可觀的巧，給提取硫酸巧晶須提供了很好的巧源。本發(fā)明中，一次氯化領(lǐng)結(jié)晶可用于制備高 純氯化領(lǐng)晶種，W便制作粗洗液和精洗液。90%的飽和度是指氯化巧在循環(huán)母液中的濃度達(dá) 到其相應(yīng)(溫度）的溶解度的90%時(shí)的濃度。
[0009] 部分溶解度數(shù)據(jù)表，如下：
作為另一制備高純度領(lǐng)鹽的方法，包括如下工序： 1) 破碎磨粉工序：先將W碳酸領(lǐng)計(jì)品位為55~61%的毒重石-領(lǐng)解石工業(yè)廢渣烘干至 水分《0. 5%，再將所述廢渣進(jìn)行破碎磨粉，過100目篩，取篩下渣粉，備用； 2) 酸解浸取工序：向盛有水的耐酸反應(yīng)蓋中加入工序1)所得的渣粉，攬拌直至調(diào)成漿 狀；再按液固比1. 8~2. 2 :1