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作者:胡广寿;唐晓亮;周晓君;孟玉琴;李虎平;王斌;朱治明;
单位:甘肃稀土新材料股份有限公司;兰州大学;中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司;
摘要:在稀土湿法冶炼中,采用环保型稀释剂替代传统磺化煤油后,因新型稀释剂还原性不足导致Ce(Ⅲ)氧化为易萃取的Ce(Ⅳ),使镨钕系列产品中稀土杂质Ce元素长期超标;现行H_2O_2还原法虽可消除Ce(Ⅳ),但存在有机相氧化降解、成本增加以及废水处理难度加大等一系列问题。本研究提出以受阻酚类抗氧化剂替代H_2O_2,通过抑制Ce(Ⅳ)生成并还原残留Ce(Ⅳ)来实现稀土元素的绿色、高效分离。结果表明,受阻酚通过羟基供氢与空间位阻效应,优先捕获氧自由基(HO·、ROO·),抑制Ce(Ⅲ)氧化,同时可将有机相中Ce(Ⅳ)高效还原为Ce(Ⅲ)(还原效率> 99.5%),实现“氧化抑制-残留消除”协同作用;在受阻酚添加量1.0~2.0 g/L、温度40~50℃时,Ce(Ⅳ)生成速率由0.021 g/(L·h)降至0.002 3 g/(L·h),抑制时长> 120 h;工业化试验显示,有机相中Ce(Ⅳ)含量从0.05 g/L降至<0.005g/L,镨钕产品中Ce杂质长期稳定于200~400 ppm,符合GB/T 20190—2023对镨钕产品质量要求的≤500 ppm。相较于H_2O_2还原,该技术降低了还原剂消耗量,同时规避了H_2O_2分解引发的有机相降解风险,为稀土行业绿色化、高质化发展提供了技术支撑,具备显著的行业推广价值。
关键词:稀土冶炼;;镨钕产品;;Ce(Ⅳ)去除;;H_2O_2还原;;受阻酚;;抑制-消除法;;绿色冶炼
基金资助:工信部重大科技专项项目(TC220H06A)