難處理稀土電解熔鹽廢渣高效回收利用研究.pdf

1、工業(yè)上低熔點稀土金屬（合金）常采用氟化物-氧化物體系熔鹽電解法制備，稀土熔鹽電解過程產(chǎn)生含稀土的廢熔鹽渣成分復(fù)雜，稀土回收利用困難，對稀土廢熔鹽渣中稀土進(jìn)行高效回收利用具有廣闊運用前景及重要現(xiàn)實意義。
　　本文首先對稀土熔鹽渣進(jìn)行了物相分析及能譜分析，確定了稀土主要以REO、REF3及REOF三種形式存在，并且含有石墨等雜質(zhì)。在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)行了高壓堿轉(zhuǎn)、機械活化堿轉(zhuǎn)、絡(luò)合分解、硼砂焙燒及碳酸鈉焙燒稀土電解熔鹽廢渣等探索實驗，并遴

2、選出硼砂焙燒法及碳酸鈉焙燒法。
　　對添加硼砂及碳酸鈉焙燒稀土電解熔鹽廢渣所得產(chǎn)物進(jìn)行了物相分析，確定其化學(xué)反應(yīng)式分別為：Na2B4O7·10H2O+REF3=Na2O+REBO3+BF3+H2O，3Na2CO3+2REF3=6NaF+RE2O3+3CO2。通過化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究，得到硼砂及碳酸鈉分解稀土熔鹽渣反應(yīng)的活化能分別為159.02 kJ/mol，159.00 kJ/mol，指前因子分別為1.15×109 min-1，2.

3、58×109 min-1，反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.26 min-1，0.28 min-1，反應(yīng)限制性環(huán)節(jié)均為界面化學(xué)反應(yīng)。
　　硼砂焙燒稀土熔鹽渣工藝研究結(jié)果表明，最佳工藝條件為：焙燒溫度為700℃，焙燒時間為1 min，硼砂添加量為原料質(zhì)量的38%；最佳浸出條件為：浸出溫度為70℃，浸出時間為40 min，液固比為5:1，鹽酸濃度為3 mol/L。在最佳條件下，稀土浸出率為97.35%，浸出液pH<0.5，浸出液中F-濃度為0.2

4、8 g/L，稀土離子濃度為16.97 g/L，REO/F=60.18。
　　碳酸鈉焙燒稀土熔鹽渣工藝研究結(jié)果表明，最佳工藝條件為：焙燒溫度為700℃，焙燒時間為60 min，碳酸鈉添加量為稀土含量的1.5倍，添加5%的硼砂做添加劑，添加5%的硫脲進(jìn)行鹽酸優(yōu)溶，浸出溫度為85℃。所得焙燒產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松，非Ce稀土浸出率為96.98%，Ce的浸出率為80.78%，浸出液中F濃度為0.12 g/L，pH值為3.8，稀土離子濃度為64.30