权利要求
1.一种
湿法冶金中的除铁方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待处理金属氯化物料液与沉淀剂混合，进行第一高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液1和赤铁矿渣1;
将除铁后料液1与沉淀剂混合，进行第二高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液2和赤铁矿渣2;
将所述赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得到赤铁矿渣3;
将赤铁矿渣3与盐酸溶液混合进行洗涤，得到赤铁矿渣4和洗液。
2.根据权利要求1所述的除铁方法，其特征在于，所述沉淀剂选自氢氧化物类沉淀剂、硫化物类沉淀剂、铁矾复盐类沉淀剂、氨水、尿素、碳酸氢铵或活性氧化镁中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的除铁方法，其特征在于，所述氢氧化物类沉淀剂包括缓冲型氢氧化物和
稀土氢氧化物，所述缓冲型氢氧化物包括
氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化
锌或氢氧化钙;所述稀土氢氧化物包括氢氧化铈、氢氧化镧、氢氧化镨、氢氧化钕、氢氧化钐、氢氧化镧铈、氢氧化铈镨或氢氧化铈钕。
4.根据权利要求2所述的除铁方法，其特征在于，所述硫化物类沉淀剂包括硫化钠、硫化氢或硫氢化钠;
所述铁矾复盐类沉淀剂包括黄钾铁矾、黄钠铁矾或黄铵铁矾。
5.根据权利要求1所述的除铁方法，其特征在于，所述第一高压反应和所述第二高压反应的温度独立地选自150~250℃;
和/或，所述第一高压反应和所述第二高压反应的压力独立地选自0~5Mpa;
和/或，所述第一高压反应和所述第二高压反应的时间独立地选自1~3h。
6.根据权利要求1所述的除铁方法，其特征在于，所述待处理金属氯化物料液中的三价铁离子含量在200g/L以下。
7.根据权利要求1~6任一项所述的除铁方法，其特征在于，所述待处理金属氯化物料液为待除铁氯化稀土料液。
8.根据权利要求7所述的除铁方法，其特征在于，所述待除铁氯化稀土料液的
稀土氧化物总含量为0~500g/L。
9.根据权利要求1所述的除铁方法，其特征在于，所述洗涤采用的设备为文丘里微反应器;
和/或，所述洗涤的温度为40~80℃;
和/或，所述洗涤的时间为0.5~2h。
10.根据权利要求1所述的除铁方法，其特征在于，所述洗液还包括经浓缩后参与应用至其他除铁方法。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种湿法冶金中的除铁方法。
背景技术
[0002]湿法冶金是通过水溶液介质实现金属提取和分离的重要冶金工艺体系。相较于传统火法冶金，其在低能耗处理复杂矿物、精细化金属分离及资源综合利用方面具有独特优势。该技术以浸出-纯化-沉淀为核心流程，主要工序包括：矿物酸/碱浸出(使目标金属离子溶解)、溶液净化(去除杂质离子)、目标金属化合物沉淀提取。其中杂质铁的深度去除贯穿于混合稀土溶液净化的关键阶段，直接影响后续稀土产品纯度与工艺经济性。
[0003]现有技术中，湿法冶金领域常用的除铁方法主要包括中和水解法、黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法，对稀土湿法冶金来说的工业常用除铁方法为中和水解法，黄铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法的工业应用和研究极少。
[0004]上述方法中，中和水解法得到的铁渣含有大量的稀土元素以及放射性钍元素，不仅造成稀土损失严重，且放射性废渣是环境污染的主要来源。黄钾铁矾法除铁是在一定酸度和温度下，硫酸铁和碱金属或者铵根离子相互反应一定时间后，生成难溶铁矾类化合物MeFe(SO4)2(OH)6，式中Me代表一价离子，如K+、Na+、NH4+等。通过化学式可以看出，黄钾铁矾法除铁过程引入的阳离子将成为氯化稀土溶液新的杂质，给后续的稀土元素分离及稀土氧化物的制备造成很大困难。针铁矿法是要求待除铁料液中的Fe3+<1g/L，在大于1g/L的情况下，得到的铁渣将会夹杂大量的稀土元素，造成稀土的大量损失。目前研究报道的针铁矿法，采用的是将Fe3+还原成Fe2+，再采用氧化剂控制料液中的Fe3+浓度，以达到针铁矿法除铁的目的。这样既增加了工艺成本，又增加了工艺难度，既不经济又不实用。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种湿法冶金中的除铁方法，具有除铁率高、金属元素损失率低、不引入其他新杂质的优点。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种湿法冶金中的除铁方法，包括以下步骤：
将待处理金属氯化物料液与沉淀剂混合，进行第一高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液1和赤铁矿渣1;
将除铁后料液1与沉淀剂混合，进行第二高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液2和赤铁矿渣2;
将所述赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得到赤铁矿渣3;
将赤铁矿渣3与盐酸溶液混合进行洗涤，得到赤铁矿渣4和洗液。
[0007]在本发明中，所述待处理金属氯化物料液是指在金属冶炼、化工生产或资源回收过程中形成的含有金属氯化物的溶液或浆料，需通过特定工艺进一步分离、提纯或再生处理，本发明中尤其指的是进行除铁处理。
[0008]优选的，所述沉淀剂选自氢氧化物类沉淀剂、硫化物类沉淀剂、铁矾复盐类沉淀剂、氨水、尿素、碳酸氢铵或活性氧化镁中的一种或几种。
[0009]优选的，所述氢氧化物类沉淀剂包括缓冲型氢氧化物和稀土氢氧化物，所述缓冲型氢氧化物包括氢氧化铝、氢氧化镁、氢
氧化锌或氢氧化钙;所述稀土氢氧化物包括氢氧化铈、氢氧化镧、氢氧化镨、氢氧化钕、氢氧化钐、氢氧化镧铈、氢氧化铈镨或氢氧化铈钕。
[0010]优选的，所述硫化物类沉淀剂包括硫化钠、硫化氢或硫氢化钠;
所述铁矾复盐类沉淀剂包括黄钾铁矾、黄钠铁矾或黄铵铁矾。
[0011]优选的，所述第一高压反应和所述第二高压反应的温度独立地选自150~250℃;
和/或，所述第一高压反应和所述第二高压反应的压力独立地选自0~5Mpa;
和/或，所述第一高压反应和所述第二高压反应的时间独立地选自1~3h。
[0012]优选的，所述待处理金属氯化物料液中的三价铁离子含量在200g/L以下。
[0013]优选的，所述待处理金属氯化物料液为待除铁氯化稀土料液。
[0014]优选的，所述待除铁氯化稀土料液的稀土氧化物总含量为0~500g/L。
[0015]优选的，所述洗涤采用的设备为文丘里微反应器;
和/或，所述洗涤的温度为40~80℃;
和/或，所述洗涤的时间为0.5~2h。
[0016]优选的，所述洗液还包括经浓缩后参与应用至其他除铁方法。
[0017]本发明的有益效果：
本发明提供的除铁方法通过在高压反应中加入沉淀剂控制赤铁矿的形成速度、以及采用特定的洗涤过程，既有利于提高赤铁矿渣的纯度，又降低稀土因夹杂而引起的损失。本发明采用的赤铁矿法除铁过程中未引入新杂质，降低了后续除杂难度及成本，提高综合回收效益。同时通过赤铁矿法除铁得到的铁渣为晶体结构，过滤性能好。得到的铁渣为铁红粉，提高对铁的利用率，增加经济效益。
附图说明
[0018]图1为本发明实施例提供的除铁工艺的工艺流程图;
图2为本发明得到的赤铁矿扫描电镜图;
图3为本发明得到的赤铁矿XRD(X-射线衍射)图。
具体实施方式
[0019]本发明提供了一种湿法冶金中的除铁方法，包括以下步骤：将待处理金属氯化物料液与沉淀剂混合，进行第一高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液1和赤铁矿渣1;将除铁后料液1与沉淀剂混合，进行第二高压反应，反应结束后固液分离，得到除铁后料液2和赤铁矿渣2;将所述赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得到赤铁矿渣3;将赤铁矿渣3与盐酸溶液混合进行洗涤，得到赤铁矿渣4和洗液。
[0020]在本发明中，所述待处理金属氯化物料液是指在金属冶炼、化工生产或资源回收过程中形成的含有金属氯化物的溶液或浆料，需通过特定工艺进一步分离、提纯或再生处理，本发明中尤其指的是进行除铁处理;优选的，所述待处理金属氯化物料液中的三价铁离子含量在200g/L以下。
[0021]在本发明中，所述沉淀剂优选自氢氧化物类沉淀剂、硫化物类沉淀剂、铁矾复盐类沉淀剂、氨水、尿素、碳酸氢铵或活性氧化镁中的一种或几种。优选的，所述氢氧化物类沉淀剂包括缓冲型氢氧化物和稀土氢氧化物，所述缓冲型氢氧化物包括氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌或氢氧化钙;所述稀土氢氧化物包括氢氧化铈、氢氧化镧、氢氧化镨、氢氧化钕、氢氧化钐、氢氧化镧铈、氢氧化铈镨或氢氧化铈钕。优选的，所述硫化物类沉淀剂包括硫化钠、硫化氢或硫氢化钠;所述铁矾复盐类沉淀剂包括黄钾铁矾、黄钠铁矾或黄铵铁矾。
[0022]在本发明中，更优选的，所述待处理金属氯化物料液为待除铁氯化稀土料液，所述待除铁氯化稀土料液的稀土氧化物总含量为0~500g/L，此时，所述沉淀剂选自稀土氢氧化物或氨水等。
[0023]在本发明中，优选的，所述第一高压反应和所述第二高压反应的温度独立地选自150~250℃;所述第一高压反应和所述第二高压反应的压力独立地选自0~5Mpa;所述第一高压反应和所述第二高压反应的时间独立地选自1~3h。优选的，所述洗涤采用的设备为文丘里微反应器;和/或，所述洗涤的温度为40~80℃;和/或，所述洗涤的时间为0.5~2h。
[0024]优选的，所述洗液还包括经浓缩后参与应用至其他除铁方法，尤其优选为浓缩后与其他待除铁氯化稀土料液混合。
[0025]下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0026]实施例1
本实施例所用料液中Fe3+为40 g/L、REO为300 g/L，所用沉淀剂为氨水，并将理论量(0.53 mol NH4OH)沉淀剂与待除铁氯化稀土料液一起加入加压反应釜内，在200℃、2h、1.2MPa的条件下反应，反应过程的pH通过加入的沉淀剂NH4OH来调节，其实质为沉淀剂提供OH-来消耗Fe3+水解为Fe2O3时产生的H+，使其控制在0~3之间。反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣1和除铁后料液1;将除铁后料液1与理论量沉淀剂(测料液1中Fe3+的含量，沉淀剂NH4OH的量为3倍Fe3+离子的量，以摩尔计量)一起加入高压反应釜内，在200℃、2h、1.2MPa的条件下反应，反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣2和除铁后料液2;将赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得赤铁矿渣3，采用0.1mol/L的盐酸与赤铁矿渣以液固比为1:1，以文丘里微反应器为洗涤设备进行洗涤，洗涤时间为0.5h，洗涤温度为60℃，洗涤结束后固液分离得到赤铁矿渣4和洗液，洗液浓缩后返回待除铁氯化稀土料液。除铁结果见表1
实施例2
本实施例所用料液中Fe3+为60 g/L、REO为200 g/L，所用沉淀剂氢氧化铈，并将理论量(0.27 mol Ce(OH)3)沉淀剂与待除铁氯化稀土料液一起加入加压反应釜内，在220℃、2h、1.4MPa的条件下反应，反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣1和除铁后料液1;将除铁后料液1与理论量沉淀剂(测料液1中Fe3+的含量，沉淀剂Ce(OH)3)的量为1倍Fe3+离子的量，以摩尔计量)一起加入高压反应釜内，在220℃、2h、1.4MPa的条件下反应，反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣2和除铁后料液2;将赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得赤铁矿渣3，采用0.2 mol/L的盐酸与赤铁矿渣以液固比为1:1，以文丘里微反应器为洗涤设备进行洗涤，洗涤时间为1 h，洗涤温度为70℃，洗涤结束后固液分离得到赤铁矿渣4和洗液，洗液浓缩后返回待除铁氯化稀土料液。除铁结果见表1
实施例3
本实施例所用料液中Fe3+为80 g/L、REO为200 g/L，所用沉淀剂为氢氧化镧，并将理论量(0.36 mol La(OH)3)沉淀剂与待除铁氯化稀土料液一起加入加压反应釜内，在210℃、1.5h、1.3MPa的条件下反应，反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣1和除铁后料液1;将除铁后料液1与理论量沉淀剂(测料液1中Fe3+的含量，沉淀剂La (OH)3)的量为1倍Fe3+离子的量，以摩尔计量)一起加入高压反应釜内，在210℃、1.5h、1.3MPa的条件下反应，反应结束后回到室温固液分离得到赤铁矿渣2和除铁后料液2;将赤铁矿渣1和赤铁矿渣2合并得赤铁矿渣3，采用0.15 mol/L的盐酸与赤铁矿渣以液固比为1:1，以文丘里微反应器为洗涤设备进行洗涤，洗涤时间为1 h，洗涤温度为70℃，洗涤结束后固液分离得到赤铁矿渣4和洗液，洗液浓缩后返回待除铁氯化稀土料液。除铁结果见表1：
表1 实施例参数设置及结果
[0027]由表1可以看出，通过本发明除铁方法，可以得到95%以上的除铁率，而稀土的损失率均小于1.7%。因此，本发明具有除铁率高，稀土损失率低的特征。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(3)
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编辑：北方有色网
来源：内蒙古稀土功能材料创新中心有限责任公司, 内蒙古国创稀冶科技有限公司
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