从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法转让专利
申请号 : CN202110207136.X
文献号 : CN112981428B
文献日 : 2022-01-04
发明人 : 史志铭 , 殷文迪 , 闫华 , 张敏敏
申请人 : 内蒙古工业大学 , 内蒙古展华科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
A、用含氯离子的无机酸溶解无机固废或自然沙土,过滤后得到酸性多离子混合溶液,在所述酸性多离子混合溶液中:金属离子为锡离子、钛离子、稀土离子、三价铁离子、铝离子、铬离子、锌离子、二价铁离子、锰离子、镁离子和钙离子中的两种或两种以上,非金属离子为含硅离子;
B、电解所述酸性多离子混合溶液,电解过程中阴极自始至终释放出氢气、阳极自始至终释放出氯气,使得所述酸性多离子混合溶液的pH逐渐升高;随着电解进行,所述酸性多离子混合溶液中的金属离子在阴极附近依次分步以氢氧化物的形式沉积,将每个电解阶段产生的氢氧化物沉淀单独分离出来,然后继续对滤液进行电解,直至所述酸性多离子混合溶液中的金属离子全部以氢氧化物的形式沉淀出来;
C、将电解液升温,使得含硅离子以硅酸的形式沉淀出来;
在开始沉积金属离子之前,首先在15‑25V电压下电解至pH为0.2‑0.5;
当pH值达到0.2‑0.5时,施加反向电压10V保持5min,使阳离子向电极的另一端聚集,然后降低电压到小于等于3.0V,使电化学反应基本处于停滞状态,继续保持外加电压不变,重新调回到原来的电压方向,进入备沉积状态。
2.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积钛离子时:在电压为4.0‑5.0V的条件下电解至pH为0.8‑1.2并保持10min,得到的沉淀即为氢氧化钛。
3.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积稀土离子时:在电压为4.5‑5.5V的条件下电解至pH为1.0‑1.3并保持15min,得到的沉淀即为氢氧化稀土。
4.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积三价铁离子时:在电压为4.0‑7.5V的条件下电解至pH为2.6‑6.5并保持10‑30min,得到的沉淀即为氢氧化铁。
5.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积铝离子时:在电压为5.5‑8.5V的条件下电解至pH为5.2‑6.5并保持10‑30min,得到的沉淀即为氢氧化铝。
6.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积二价铁离子时:在电压为6.5‑8.5V的条件下电解至pH为8.0‑9.0并保持25min,得到的沉淀即为氢氧化亚铁。
7.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,在沉积钙离子、镁离子和/或锰离子时:在电压为8.0‑10.0V的条件下电解至pH为11.0‑12.7并保持5‑10min,得到的沉淀即为氢氧化钙、氢氧化镁和/或氢氧化锰。
8.根据权利要求1所述的从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法,其特征在于,还包括步骤D:将各沉淀物离心分离并水洗3遍后,在650℃温度下煅烧3h得到各沉淀对应的氧化物;
在步骤B中:电解过程中所述电解液的温度为50‑100℃;
在步骤C中:所述硅酸沉淀的析出温度为80‑100℃,沉淀时间为10‑60min。
说明书 :
从多离子混合溶液中分步提取氢氧化物的方法
技术领域
背景技术
用的有效方法,它不仅使有效资源得到充分利用,而且由于工业废渣数量之巨大,可大大减
少对环境的污染。此外,对沙漠风积沙、河沙、粘土等自然无机物质进行提纯,制备高纯度的
化合物如氧化硅、氧化铝、氧化铁等,满足工业生产的质量要求,充分利用自然资源。
化钠等碱性物质与粉煤灰在1200℃以上的高温下煅烧,使粉煤灰中的含铝化合物转变成可
溶的铝酸盐和不溶的硅酸盐。从铝酸盐溶液中沉淀提取氢氧化铝后,形成的硅酸钙渣数量
又十分巨大,它的再生利用又是一个新的难题。也有对硅酸钙渣进一步提取高纯度氧化硅
的报导,工艺流程更加复杂。
交换树脂和NH4Cl溶液在40℃下对富Ga水浸滤液中的Ga进行吸附与解吸附,Ga的吸附率也
偏低。在钼尾矿粉中添加碳酸钠焙烧、氨水浸出、HNO3调节氨浸液的pH值、沉出和溶解等一
系列工序从钼尾矿中提取Mo元素。
些化合物经过煅烧获得氧化铝。该工艺相对简单,但酸量消耗大,废液处理量大。此外,将粉
煤灰与硫酸混合进行高温焙烧,再用浓硫酸或盐酸浸取含铝组分。针对浸取液采用沉淀法、
吸附法、萃取法和离子交换法等方法回收溶液中的镓、钒、锂等金属元素。另外,在高温和卤
气气氛下碳与粉煤灰还原反应生成挥发性的金属卤化物。
应,经过滤、盐析、烘干等得到白炭黑。滤液加入碱化剂使AlCl3和FeCl3聚合成为氯化铝铁。
声洗涤,干燥得白炭黑。
酸的消耗巨大;②通过加入碱性溶液调节酸浸液的pH值分离化合物,需要添加大量碱性物
质,酸碱中和又造成酸液的浪费以及水处理的困难;③酸法提取氧化铝避免了硅大量进入
3+ 3+ 3
溶液,但也造成残留高硅渣较多,产生新的固废处理难题;④Fe 进入酸浸液,由于Al 与Fe
+
沉积的pH范围部分重叠,而且添加碱性物质不容易控制溶液pH值的较大范围波动,大大增
3+ 3+
加了它们的分离难度,严重影响氧化铝和氧化铁的纯度;文献报道了Fe 、Al 分离的其它
方法如重结晶法和有机物萃取法等,但工艺变得复杂,成本增加明显。
发明内容
发明适用于无机固废如粉煤灰、煤矸石、赤泥、金属尾矿等的精细分离,以及自然物质如沙
漠风积沙、河沙、粘土等的提纯和分离。所提取的化合物纯度高,经过进一步处理或者直接
用作功能性粉体材料,以及陶瓷、金属电解等行业的原料。
离子、铬离子、锌离子、二价铁离子、锰离子、镁离子和钙离子中的两种或两种以上,非金属
离子为含硅离子;
多离子混合溶液中的金属离子在阴极附近依次分步以氢氧化物的形式沉积,将每个电解阶
段产生的氢氧化物沉淀单独分离出来,然后继续对滤液进行电解,直至所述酸性多离子混
合溶液中的金属离子全部以氢氧化物的形式沉淀出来;
电化学反应处于停滞状态,继续保持外加电压不变,重新调回到原来的电压方向,进入备沉
积状态。由于能最早沉积的离子的pH值约在0.5附近以上,施加反向电压可以使所有阳离子
聚集到沉淀电极的另一侧电极附近,即使性质接近的离子也远离沉积区域(即把电解沉积
区的阳离子清理干净)。由于在多离子溶液中,沉积条件非常复杂,没有理论公式可循,相近
离子沉积的pH值会发生变化(部分重叠),当电解从低电压开始时,由于各离子迁移能力的
差别(离子的迁移与自身性质有关外还与外加电场强度有关),在低电压下那些迁移能力相
近的离子也不太容易迁移到沉积电极这一侧发生多离子同时沉积,可以较好地提高沉积物
的纯度。
即为氢氧化钙、氢氧化镁和/或氢氧化锰。
+ +
特点:⑴溶液中H析出减少H离子浓度,引起pH值上升;⑵不同离子具有各自沉积的pH值范
围,通过调节电解电压来调节电化学反应过程,准确调节阴极溶液的pH值并将其稳定在特
定范围内,使特定离子以氢氧化物的形式沉淀,从溶液中分别提取氢氧化铝、氢氧化铁、氢
氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钛、氢氧化稀土和硅酸等化合物,其种类与被溶解物的种类有关。
本发明使用由盐酸或者盐酸混合酸溶解无机固废如粉煤灰、煤矸石、赤泥、金属尾矿,以及
溶解自然物质如沙漠风积沙、河沙、粘土等得到含氯无机酸混合溶液。
4+ 4+ 3+ 3+ 3+ 2+
子如Ce 、Ti 、Fe 等(其种类与被溶解物有关)被还原为低价态离子(Ce 、Ti 、Fe 等)。它
+
们在溶液中容易被氧化重新生成高价离子,同时析出H2气。H 离子的析出使溶液的pH值升
高,在阴极附近更高。pH值最低且溶解度最小的氢氧化物将在阴极附近首先发生沉积。酸中
+ +
的H离子全部析出后,水中H 离子开始析出H2气,溶液pH值继续增加,形成碱性溶液。因此,
特定的氢氧化物可在其发生沉积的pH值范围内进行沉积。最后,升高液体温度到沸腾排出
2+
水分,(SiO4) 离子饱和度增加并以絮状硅酸的形式析出。经过整个电解过程,可将溶液中
的离子分别沉积,从而达到从混合溶液中提取高纯度化合物的目的。另外,那些在碱性条件
2+ 2+ 2+
下沉积的离子,如Ca 、Mg 、Fe 等,也可以通过另外构建电解系统进行沉积。新构建的电解
系统包括盐桥或者使用阳离子交换膜、惰性电极,阴、阳级电解液分别为水和前述的混合溶
液。通过施加电压来控制阴极水溶液的pH值范围,即可顺序沉积Fe(OH)2、Mg(OH)2和Ca(OH)2
等。其反应过程为:阳极混合溶液中的阳离子通过盐桥或阴离子隔离膜迁移到阴极水溶液
3+ 2+ 2+
中,Fe 在阴极优先得到电子被还原为低价态Fe 离子,此时水溶液pH值正好处于Fe 离子
+ +
的沉积范围,产生Fe(OH)2;H被还原析出氢气导致pH值升高。Fe(OH)2的沉积完成后,水中H
2+ 2+
被还原析出氢气,pH值继续升高,在更高的pH值下Ca 、Mg 等离子沉积出Ca(OH)2和Mg(OH)2
等化合物。本电解过程可随时插入到前述主电解过程中。
多且进一步提纯困难的问题。通过此方法处理沙漠风积沙、河沙等自然物质,一方面可以提
纯其中的石英,另一方面可以提取高纯度氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镁等化合
物,能够充分利用自然资源。
压来调节电化学反应过程,准确控制阴极附近溶液的pH值范围,从而沉淀出纯度较高的氢
氧化物,避免了由于大量添加碱性物质带来的二次固废处理问题和水处理问题。
又被重新氧化成Fe 。将外加电压控制在较低水平时,H离子在阴极析出氢气的速度较低,
3+
pH值升高速度较低因此容易控制,能够保证阴极附近溶液的pH值稳定低于Al 沉积的pH值,
3+
因而可将大部分Fe 离子从混合溶液中单独分离出来,得到高纯度Fe(OH)3,本发明在沉积
高价金属离子,比如Fe(OH)3析出也是一个缓慢的过程,整个沉积过程pH值是可控的,不会
3+
出现突然升高的现象。此时,只要控制外加电压使阴极溶液的pH值低于Al 沉积的pH值,就
可以沉积出高纯度的Fe(OH)3。而且Fe(OH)3的大量析出同时也有利于后续提高氢氧化铝的
纯度。如果采用常规的添加碱性溶液来沉积Fe(OH)3,在碱性溶液加入的瞬间,接触区域混
3+ 3+
合溶液的pH值会突然升高,而那些氢氧化物沉积的pH值相近或较高的离子,比如Al 、Cr 、
2+
Zn 等就会同时析出氢氧化物沉淀,从而降低Fe(OH)3的纯度。
的氢氧化物或氢氧化物的混合物,整个工艺简单、流程短、效率高,得到的各种氢氧化物的
产品纯度也较高。
和Mg(OH)2等化合物。
烧后的氧化物粒度均很小,经过适当处理后可作为粉体功能材料或陶瓷、冶金行业的原料
使用。
具体实施方式
至终释放出氯气),溶解液主要成分为:23.3g/L Si,18.5g/L Al,7.3g/L Fe,11.1g/L Ca,
3.4g/L K,1.7g/L Na,1.6g/L Mg,0.1g/L Ti。电解过程中,电解溶液的温度控制在80‑90℃
范围内。在阴阳极两端施加电压25V进行电解,当阴极溶液的pH为0.2时施加反向电压10V保
持5分钟,降低电压到3.0V后重新调回到原来的电压方向。升高电压到4.0‑5.5V,在pH为
2.7‑3.1范围内沉积氢氧化铁,保持20分钟后停止电解。排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液
返回电解槽,升高电压到5.5‑7.0V。在溶液的pH为5.2‑5.6时沉淀氢氧化铝,保持15分钟后
停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。继续调节电解电压到8.0‑10.0V,
在pH为11.0‑12.7时沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持10分钟后停止电解。排出沉淀物并离心
过滤,滤清溶液返回电解槽。升高溶液温度到95℃保持20分钟,硅酸沉淀物析出。排出沉淀
物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水洗三遍,分别获得氢氧化铁、氢
氧化铝、硅酸以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将其在650℃煅烧3小时得到对应的氧化物,
氧化铁、氧化铝和氧化硅粉体以及氧化镁和氧化钙混合粉体。氧化铁的纯度为99.6wt%,氧
化铝的纯度为98.2wt%,氧化硅的纯度为98.4wt%,氧化镁和氧化钙混合粉体的纯度为
97.3wt%。最终废液中各元素的浓度分别为35.6mg/L Si、91.2mg/L Al、25.0mg/L Fe、
17.0mg/L Ca、3.15g/L K,1.58g/L Na、53.4mg/L Mg、16.8mg/L Ti。
放出氢气、阳极自始至终释放出氯气),溶解液主要成分为:14.7g/L Si,7.1g/L Al,2.6g/L
Fe,1.2g/L Ca,1.9g/L K,1.2g/L Na,0.5g/L Mg,0.1g/L Ti,0.1g/L P。电解过程中,电解
溶液的温度控制在70‑80℃范围内。在阴阳极两端施加电压25V进行电解。当溶液的pH为0.5
时,降低电压并且在4.0‑6.0V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在2.6‑3.2范围内,沉积氢
氧化铁10分钟后停止电解。排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高电压并且在
5.5‑7.5V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在5.5‑6.0范围内,沉淀氢氧化铝15分钟后停止
电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。继续升高电压并且在8.0‑10.0V范围
内变化,使阴极溶液pH值维持在11.0‑12.7范围内,沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持10分钟
后停止电解。排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高溶液温度到90℃保持35分
钟析出硅酸沉淀物。排出沉淀物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水
洗三遍,获得氢氧化铁、氢氧化铝、硅酸以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将其在650℃煅烧
3小时得到对应的氧化物,氧化铁、氧化铝和氧化硅粉体以及氧化镁和氧化钙的混合粉体,
氧化铁的纯度为99.3wt%,氧化铝的纯度为98.7wt%,氧化硅的纯度为98.0wt%,氧化镁和
氧化钙混合粉体的纯度为97.5wt%。最终废液中各元素的浓度分别为42.8mg/L Si、
62.7mg/L Al、31.3mg/L Fe、25.4mg/L Ca、1.51g/L K,1.17g/L Na、45.5mg/L Mg、21.6mg/L
Ti。
放出氢气、阳极自始至终释放出氯气),溶解液中主要成分为:6.7g/L Si,12.4g/L Al,
5.1g/L Fe,8.2g/L Ca,1.2g/L K,0.2g/L Na,0.3g/L Mg。在电解过程中,电解溶液的温度
控制在60‑80℃范围内。在阴阳极两端施加电压20V进行电解,当溶液的pH为0.5时降低电压
并且在4.5‑6.0V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在3.0‑3.5范围内,沉积氢氧化铁15分钟
后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高电压并且在6.0‑7.5V范围
内变化,使阴极溶液pH值维持在5.5‑6.0范围内,沉淀氢氧化铝10分钟后停止电解,排出沉
淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。继续升高电压并且在8.0‑10.0V范围内变化,使阴
极溶液pH值维持在11.0‑12.7范围内,沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持10分钟后停止电解。
排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高液体温度到95℃保持50分钟,析出硅酸
沉淀物,排出沉淀物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水洗三遍,获得
氢氧化铁和氢氧化铝、硅酸以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将其分别在650℃煅烧3小时
得到对应的氧化物,氧化铁、氧化铝和氧化硅粉体以及氧化镁和氧化钙混合粉体,氧化铁的
纯度为98.7wt%,氧化铝的纯度为99.2wt%,氧化硅的纯度为98.9wt%,氧化镁和氧化钙混
合粉体的纯度为97.6wt%。最终废液中各元素的浓度分别为94.2mg/L Si、83.6mg/L Al、
51.9mg/L Fe、33.4mg/L Ca、1.15g/L K,164.8mg/L Na、41.1mg/L Mg。
气、阳极自始至终释放出氯气),溶解液主要成分为:17.3g/L Si,10.2g/L Al,1.8g/L Ca,
1.2g/L Fe,1.0g/L K,0.6g/L Na,1.5g/L Mg,电解过程中,电解溶液的温度控制在60‑80℃
范围内。在阴阳极两端施加电压15V进行电解,当溶液的pH为0.4时施加反向电压10V,保持5
分钟后,降低电压到2.0V,重新调回到原来的电压方向。升高电压并且在4.0‑5.0V范围内变
化,使阴极溶液pH值维持在2.6‑3.0范围内,沉积氢氧化铁10分钟后停止电解。排出沉淀物
并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高电压并且在5.5‑7.5V范围内变化,使阴极溶液pH值
维持在5.8‑6.2范围内,沉淀氢氧化铝20分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶
液返回电解槽。继续升高电压并且在8.5‑10.0V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在11.0‑
12.7范围内,沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持5分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤
清溶液返回电解槽。升高液体温度到90℃保持40分钟,硅酸沉淀物析出,排出沉淀物并离心
过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水洗三遍,获得氢氧化铁和氢氧化铝、硅酸
以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将各沉淀物分别在650℃煅烧3小时得到对应的氧化物,
氧化铁、氧化铝和氧化硅粉体以及氧化镁和氧化钙混合粉体,氧化铁的纯度为99.1wt%,氧
化铝的纯度为98.3wt%,氧化硅的纯度为98.7wt%,氧化镁和氧化钙混合粉体的纯度为
97.3wt%。最终废液中各元素的浓度分别为121.3mg/L Si、46.6mg/L Al、52.0mg/L Fe、
68.4mg/L Ca、796.0mg/L K,453.8mg/L Na、28.4mg/L Mg。
释放出氯气),溶解液主要成分为:6.7g/L Si,4.8g/L Al,1.3g/L Ca,12.0g/L Fe,0.3g/L
K,0.1g/L Na,0.5g/L Mg。电解过程中,电解溶液的温度控制在80‑90℃范围内。在阴阳极两
端施加电压25V进行电解,当溶液的pH为0.5时停止电解,启用另外一个阴极电解池,水温同
样控制在80‑90℃范围内。在该阴极和前述阳极施加电压在6.5‑8.5V范围内变化,使该阴极
水溶液pH值维持在8.0‑9.0范围内,沉积氢氧化亚铁25分钟后停止电解。排出沉淀物并离心
过滤,滤清溶液返回该阴极池,继续升高电压到9.5‑10.0V,使阴极水溶液pH值维持在11.0
以上,沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持10分钟后停止电解。排出沉淀物并离心过滤,滤清溶
液经稀释后返回前述电解槽。重新启动前述电解槽,升高电压并且在7.0‑8.5V范围内变化,
使阴极溶液pH值维持在6.0‑6.5范围内,沉淀氢氧化铝10分钟后停止电解,排出沉淀物并离
心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高液体温度到100℃保持20分钟,硅酸沉淀物析出,排出沉
淀物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水洗三遍,获得氢氧化亚铁和
氢氧化铝、硅酸以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将其分别在650℃煅烧3小时得到对应的
氧化物,氧化铁、氧化铝和氧化硅粉体以及氧化镁和氧化钙混合粉体,氧化铁的纯度为
99.8wt%,氧化铝的纯度为99.3wt%,氧化硅的纯度为98.4wt%,氧化镁和氧化钙混合粉体
的纯度为99.5wt%。最终废液中各元素的浓度分别为98.5mg/L Si、61.3mg/L Al、28.1mg/L
Fe、21.2mg/L Ca、197.5mg/L K,74.4mg/L Na、25.9mg/L Mg。
自始至终释放出氯气),溶解液主要成分为:16.4g/L Si,5.6g/L Al,2.2g/L Ca,4.6g/L
Fe,1.2g/L Ti,0.9g/L Mn,0.2g/L K,0.1g/L Na。在电解过程中,电解溶液的温度控制在
80‑90℃范围内。在阴阳极两端施加电压25V进行电解,当溶液的pH为0.2时,降低电压到
4.0‑5.0V,在pH为0.8‑1.2范围内沉积氢氧化钛,保持10分钟后停止电解,排出沉淀物并离
心过滤,滤清溶液返回电解槽。维持电压4.0‑5.0V,使阴极溶液pH值维持在2.6‑3.0范围内,
沉积氢氧化铁15分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高电压
并且在5.5‑7.5V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在5.8‑6.2范围内,沉淀氢氧化铝10分钟
后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。继续升高电压并且在8.0‑
10.0V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在11.0‑12.0范围内,沉积氢氧化锰和氢氧化钙的
化合物,保持5分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤清溶液返回电解槽。升高液体温
度到100℃保持10分钟,硅酸沉淀物析出。排出沉淀物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉
淀物经离心分离、水洗三遍,获得氢氧化钛、氢氧化铁和氢氧化铝、硅酸以及氢氧化锰和氢
氧化钙混合物。将其分别在650℃煅烧3小时得到对应的氧化物,氧化钛、氧化铁、氧化铝和
氧化硅粉体以及氧化锰和氧化钙混合粉体。氧化钛的纯度为99.7wt%,氧化铁的纯度为
99.1wt%,氧化铝的纯度为97.8wt%,氧化硅的纯度为98.0wt%,氧化锰和氧化钙混合粉体
的纯度为98.3wt%。最终废液中各元素的浓度分别为82.7mg/L Si,94.8mg/L Al,40.6mg/L
Ca,57.1mg/L Fe,31.8mg/L Ti,48.4mg/L Mn,149.3mg/L K,85.8mg/L Na。
放出氢气、阳极自始至终释放出氯气),溶解液主要成分为:6.2g/L Si,0.6g/L Al,6.2g/L
Ca,13.4g/L Fe,5.3g/L RE(La,Ce),1.7g/L Mg,0.3g/L K,0.1g/L Na,0.1g/L Ti,0.05g/L
Nb,6.1g/L F,0.1g/L P,0.1g/L S。电解过程中,电解溶液的温度控制在70‑80℃范围内。在
阴阳极两端施加电压20V进行电解,当溶液的pH为0.2时施加反向电压10V,保持5分钟后,降
低电压到2.0V,重新调回到原来的电压方向。升高电压并且在4.5‑5.5V范围内变化,使阴极
溶液pH值维持在1.0‑1.3范围内,沉积氢氧化稀土15分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过
滤,滤清溶液返回电解槽。升高电压并且在5.5‑7.5V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在
5.8‑6.5范围内,沉淀氢氧化铁和氢氧化铝30分钟后停止电解,排出沉淀物并离心过滤,滤
清溶液返回电解槽。继续升高电压并且在8.0‑10.0V范围内变化,使阴极溶液pH值维持在
11.0‑12.7范围内,沉积氢氧化镁和氢氧化钙,保持10分钟后停止电解,排出沉淀物并离心
过滤,滤清溶液返回电解槽。升高溶液温度到80℃保持60分钟,硅酸沉淀物析出,排出沉淀
物并离心过滤,滤清液送废水处理。各沉淀物经离心分离、水洗三遍,获得氢氧化稀土、氢氧
化铁和氢氧化铝混合物、硅酸以及氢氧化镁和氢氧化钙混合物。将其分别在650℃煅烧3小
时得到对应的氧化物,氧化稀土、氧化铁和氧化铝混合粉体、硅酸以及氧化镁和氧化钙混合
粉体,稀土氧化物的纯度为98.7wt%,氧化铁和氧化铝的纯度为98.5wt%,氧化硅的纯度为
94.4wt%,氧化镁和氧化钙混合粉体的纯度为97.6wt%。最终废液中各元素的浓度分别为
63.9mg/L Si,79.2mg/L Al,76.6mg/L Fe,45.7mg/L Ca,41.4mg/L RE,56.3mg/L Mg,
263.1mg/L K,78.4mg/L Na,22.8mg/L Ti。
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或
变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。