本發(fā)明關(guān)于一種用于剝除金屬的剝除添加劑，特別是指一種用于剝除稀土金屬的剝除添加劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、稀土金屬(又稱稀土元素，the?rare?earth?elements,ree)，包括釔(y)、鈧(sc)以及鑭系稀土金屬，共有17種。與其名稱暗示的不同，稀土金屬在自然界的含量算是豐富，并不稀有。唯一的例外是钷(pm)，其在地殼中無(wú)穩(wěn)定的同位素，導(dǎo)致在自然中僅有500-600公克的含量，無(wú)法自然開(kāi)采。

2、稀土金屬具有獨(dú)特的物理與化學(xué)特性，而使其成為目前先進(jìn)設(shè)備中(例如：航天、磁鐵、電池)必要的添加元素，又被稱為“現(xiàn)代產(chǎn)品的維他命”。目前主要的稀土金屬來(lái)源是氟碳鈰礦(bastnaesite)和獨(dú)居石(monazite)等礦物。將這些礦物通過(guò)物理方式將濃縮到稀土金屬達(dá)到40-60％或更高濃度，即可獲得高品位(礦石中的金屬含量高)的稀土精礦。然而，以此方式獲得的稀土精礦中存在難以溶解的化合物，例如含有氟或磷酸鹽，使提取的難度提高。

3、目前從稀土礦物中提取稀土金屬的技術(shù)，包括使用硫酸與雙氧水方式，提取率最高達(dá)93％(echeverry-vargas?et?al.,recovery?of?light?rare?earth?elements,cerium,lanthanum,and?neodymium?from?alluvial?gold?mining?waste?from?thebagre-nechímining?district?in?colombia?using?acid?leaching,oxalateprecipitation?and?calcination,2023)、采用硫酸并加熱到75℃的方式提取稀土，提取率可超過(guò)60％(yang?et?al.,leaching?of?rare?earth?elements?from?an?illinois?basincoal?source,2019)以及采用有機(jī)酸提取稀土，提取率可達(dá)90％(belfqueh?et?al.,evaluating?organic?acids?as?alternative?leaching?reagents?for?rare?earthelements?recovery?from?ndfeb?magnets,2022)。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)都是多步驟的過(guò)程，且處理方式能源密集度高，會(huì)大量的使用到高溫或高濃度的硫酸或鹽酸，對(duì)環(huán)境有相當(dāng)大的傷害。

4、因此，有必要提供一種更為環(huán)保、更為經(jīng)濟(jì)或更有效率的方法，自稀土礦物中分離/剝除稀土金屬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供一種稀土金屬剝除添加劑，包括10至40重量百分?jǐn)?shù)的磷酸鹽、5至30重量百分?jǐn)?shù)的次氯酸鹽、5至15重量百分?jǐn)?shù)的碳酸鹽、5至15重量百分?jǐn)?shù)的單水檸檬酸、檸檬酸三鈉或其組合，10至40重量百分?jǐn)?shù)的選自硼酸、硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽或金屬氫氧化物中的至少兩種成分，上述重量百分?jǐn)?shù)是以該稀土金屬剝除添加劑的總重為基準(zhǔn)。其中該磷酸鹽為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀或其組合；該次氯酸鹽為次氯酸鈉、次氯酸鉀或其組合；該碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉或其組合；該硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鉀或其組合；該氯化鹽為氯化鈉、氯化銨、氯化鉀或其組合；該硝酸鹽為硝酸鈉、硝酸銨、硝酸鉀或其組合；該金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

2、一實(shí)施例中，上述稀土金屬剝除添加劑的ph值為6.5至8.0。

3、根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供一種稀土金屬剝除液，包括30至50體積百分?jǐn)?shù)的硝酸；以及50至70體積百分?jǐn)?shù)的上述稀土金屬剝除添加劑。上述體積百分?jǐn)?shù)是以該稀土金屬剝除液的總體積為基準(zhǔn)，其中該硝酸為50至70重量百分濃度的硝酸水溶液。

4、根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，提供一種剝除礦物中稀土金屬的方法，包括(a)將一含稀土元素的礦物浸泡在上述的稀土金屬剝除液中；以及(b)過(guò)濾步驟(a)的產(chǎn)物，獲得含有稀土金屬的一洗出液。

5、一實(shí)施例中，該洗出液含有選自下列群組的稀土金屬：鑭(la)、鈰(ce)、鐠(pr)、釹(nd)、釤(sm)、銪(eu)、釓(gd)、鋱(tb)、鏑(dy)、鈥(ho)、鉺(er)、銩(tm)、鐿(yb)、镥(lu)、鈧(sc)及釔(y)。

6、一實(shí)施例中，該洗出液不含有钷(pm)。

7、一實(shí)施例中，這些稀土金屬的提取率高于99％。

8、一實(shí)施例中，步驟(a)的浸泡液溫度加熱至20至70℃，加熱時(shí)間設(shè)置在30至240分鐘。

9、一實(shí)施例中，步驟(a)的加熱時(shí)間結(jié)束后，繼續(xù)將該礦物浸泡在該稀土金屬剝除液中1天以上。

10、一實(shí)施例中，如上述的方法，更包括步驟(c)：將該洗出液進(jìn)行減壓蒸餾，以回收該洗出液中的硝酸。

11、一實(shí)施例中，步驟(c)中回收的硝酸為10-20重量百分濃度的硝酸水溶液。

12、一實(shí)施例中，步驟(c)中減壓蒸餾的加熱溫度為35-55℃，加熱時(shí)間為60-240分鐘，真空度為1-1×10-2torr。

13、一實(shí)施例中，步驟(c)中回收的硝酸比例為35-60％。

技術(shù)特征：

1.一種稀土金屬剝除添加劑，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的稀土金屬剝除添加劑，其中，所述稀土金屬剝除添加劑的ph值為6.5至8.0。

3.一種稀土金屬剝除液，包括：

4.一種剝除礦物中稀土金屬的方法，包括下列步驟：

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述洗出液含有選自下列群組的稀土金屬：鑭la、鈰ce、鐠pr、釹nd、釤sm、銪eu、釓gd、鋱tb、鏑dy、鈥ho、鉺er、銩tm、鐿yb、镥lu、鈧sc及釔y。

6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述洗出液不含有钷pm。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述稀土金屬的提取率高于99％。

8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟(a)的浸泡液溫度加熱至20至70℃，加熱時(shí)間設(shè)置在30至240分鐘。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟(a)的加熱時(shí)間結(jié)束后，繼續(xù)將所述礦物浸泡在所述稀土金屬剝除液中1天以上。

10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述方法更包括步驟(c)：將所述洗出液進(jìn)行減壓蒸餾，以回收該洗出液中的硝酸。

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，步驟(c)中回收的硝酸為10-20重量百分濃度的硝酸水溶液。

12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，步驟(c)中減壓蒸餾的加熱溫度為35-55℃，加熱時(shí)間為60-240分鐘，真空度為1-1×10-2torr。

13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，步驟(c)中回收的硝酸比例為35-60％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種稀土金屬剝除添加劑及其應(yīng)用。該稀土金屬剝除添加劑包括10至40重量百分?jǐn)?shù)的磷酸鹽、5至30重量百分?jǐn)?shù)的次氯酸鹽、5至15重量百分?jǐn)?shù)的碳酸鹽、5至15重量百分?jǐn)?shù)的單水檸檬酸、檸檬酸三鈉或其組合，以及10至40重量百分?jǐn)?shù)的選自硼酸、硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽及金屬氫氧化物中的至少二種成分。上述重量百分?jǐn)?shù)是以該稀土金屬剝除添加劑的總重為基準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：許景翔,何享穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：優(yōu)勝奈米科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21