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WO2014044527A1 - Method for obtaining at least one rare earth metal chloride and a rare earth metal - Google Patents

Method for obtaining at least one rare earth metal chloride and a rare earth metal Download PDF

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Publication number
WO2014044527A1
WO2014044527A1 PCT/EP2013/068258 EP2013068258W WO2014044527A1 WO 2014044527 A1 WO2014044527 A1 WO 2014044527A1 EP 2013068258 W EP2013068258 W EP 2013068258W WO 2014044527 A1 WO2014044527 A1 WO 2014044527A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rare earth
earth metal
extract solution
solution
metal chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/068258
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Elvira María FERNÁNDEZ SANCHIS
Karl Bernhard FRIEDRICH
Marc Hanebuth
Hanno Vogel
Daniel VOSSENKAUL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2014044527A1 publication Critical patent/WO2014044527A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • C01F17/17Preparation or treatment, e.g. separation or purification involving a liquid-liquid extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/253Halides
    • C01F17/271Chlorides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the invention relates to processes for obtaining at least one rare earth metal chloride and for obtaining a rare earth metal from a base material containing at least one rare earth metal compound.
  • the basic material used here are ores or clay minerals which contain soluble and / or insoluble rare earth metal compounds, as well as other recyclable materials which contain rare earth metals, such as Nd-Fe-B magnets and the like.
  • ionic adsorption stones are used as clay minerals.
  • WO 2011/091231 A1 discloses a processing of ore minerals, wherein inter alia a transfer of rare earth elements into an aqueous solution is described.
  • the base material is crushed and concentrated enriched with the rare earth metal phase.
  • Rare earth elements usually do not occur singly in ores or clay minerals, but are found in association with a plurality of other rare earth elements which are to be found adjacent in the periodic table of the chemical elements.
  • the concentrate is now chemically digested, with insoluble rare earth metal compounds, usually in the form of carbonates or phosphates, are converted into soluble rare earth metal compounds.
  • concentrated acids or bases such as sulfuric acid H 2 S0 4 or sodium hydroxide NaOH, are used in a high-temperature process. This is followed by a transfer of the soluble rare earth metal compounds in an aqueous phase.
  • crushed recycled material containing rare earth metals can be rare earth metal compounds chemically dissolve.
  • an aqueous base solution containing the dissolved rare earth metal compound (s) and, if appropriate, further soluble compounds, which may comprise unwanted heavy metals, for example, is formed.
  • the unwanted heavy metal compounds can largely be precipitated and separated.
  • the actual separation of the basic solution, in which the individual rare earth elements are selectively separated as precisely as possible, is usually carried out by means of a liquid-liquid extraction.
  • a suitable extractant By means of a suitable extractant, the rare earth metal ions dissolved in the aqueous base solution are converted into an electrically neutral species which accumulate in an organic phase.
  • rare earth metal ions can be selectively enriched in the organic phase and separated off in succession. That's the way to go also chemically closely related rare earth elements separate from each other.
  • Typical cationic extractants used here are di-2-ethylhexyl phosphoric diesters (abbreviation: P204), or 2-ethylhexyl phosphonic acid (2-ethylhexyl) esters (abbreviated to P507). Due to its nonpolar properties, such an extractant is predominantly in the form of dimers in the organic phase.
  • the extraction process is based on the fact that hydrogen atoms deprotonate the extractant, whereby the charge resulting from the cleavage of the protons is compensated by the formation of electrically neutral value metal complexes, in particular rare earth metal complexes. The rare earth metal complexes accumulate in the organic phase.
  • an extraction step is usually not sufficient to achieve sufficient separation of the elements. Therefore, it is customary to use a multistage extraction unit comprising one or more extraction columns or cascades of extraction stages, wherein typically a total of 100 to 500 extraction stages are used.
  • the rare earth metal elements transferred and separated into the organic phase are then separated again from the organic phase by a so-called "stripping.”
  • acid is usually added thereto and the extractant is regenerated at the same time and may be reused
  • There remains one or more aqueous extract solutions each containing substantially a single rare earth metal element or a mixed concentrate containing a plurality of rare earth metal elements, particularly in the form of rare earth chloride.
  • the contained rare earth metal element is precipitated in succession as sparingly soluble rare earth metal carbonate or oxalate, separated off, dried and converted at high temperatures into a rare earth metal oxide or calcined.
  • the rare earth metal oxide is now usually reduced in a complicated process, either by reduction with a less noble element or by fused-salt electrolysis. After a direct reduction of the rare earth oxides is difficult, they are usually first converted back into rare earth metal chlorides or fluorides, which are then reduced to the rare earth metals.
  • the object is achieved for the process for obtaining at least one rare earth metal chloride from a base material comprising at least one rare earth metal compound comprising the following steps:
  • Extract solution is separated from the base solution comprising the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride;
  • the object is achieved for the method for obtaining at least one rare earth metal from a base material containing at least one rare earth metal compound, comprising the following steps:
  • Extract solution is separated from the base solution having the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride;
  • the extraction can be carried out in both methods as a liquid-liquid extraction or by ion exchange as a liquid-solid extraction.
  • the residual base solution remaining after the extraction has been carried out may contain further rare earth metal chloride, so that the base residual solution can be subjected independently to step c) or steps c) and d).
  • the processes have the advantage of being able to save considerable amounts of chemicals which are saved for the conventional formation of rare earth metal oxide, which is subsequently reduced to rare earth metal.
  • the complexity of the processes is lower, allowing for a fast and efficient recovery of rare earth metal or rare earth metal chloride.
  • step c) it is preferred to first form a wet rare earth metal chloride which is dried in a neutral or reducing atmosphere to form the dry rare earth metal chloride.
  • a gas purging in particular with an inert gas or a reducing gas, such as HCl gas, accelerates the dehumidification and counteracts an undesirable formation of oxychlorides.
  • the extract solution is successively preferably subjected to predrying, distillative drying and filtration in step c) to form the wet rare earth metal chloride. This contributes to an optimization of the separation process in terms of time and costs.
  • the pre-drying of the extract solution to a pre-dried extract solution is carried out in particular with separation of a first part of the process water by means of electrodialysis and / or nanofiltration and / or reverse osmosis and / or evaporation due to heating.
  • the distillative drying of the predried extract solution originating from the predrying to a distillatively predried extract solution is carried out with separation of a second process water portion, wherein the temperature of the predried extract solution is increased to a boiling temperature of the predried extract solution.
  • a pre-dried extract solution boils under normal pressure at a temperature in the range of about 120 to 130 ° C.
  • the energy required to heat the predried extract solution to boiling temperature is preferably provided by waste heat from other process steps or regenerative energy sources.
  • the distillative drying coming from the distillative pre-dried extract solution is preferably cooled with precipitation of the rare earth metal chloride to an extract suspension.
  • the extract suspension is cooled to ambient temperature.
  • a heat exchanger device can be used in order to be able to continue to use the waste heat. Filtration, in particular, the cooled
  • Extract suspension is filtered, carried out by means of a segregator unit, in particular in the form of a filter press or a centrifuge, wherein the moist rare earth metal chloride and a third process water part are formed.
  • the third process water part contains usually still solved
  • Rare earth metal chloride is preferably partially fed back into the process.
  • the third process water part is partially recycled and mixed with further extract solution or alternatively with already predried extract solution.
  • Extract solution and / or pre-dried extract solution is in follow in the process water and the wet rare earth metal chloride separately.
  • the third process water part is not completely recycled to avoid contaminants in the third process water part
  • the first process water part and / or the second process water part are used again elsewhere in the process, preferably for the formation of hydrochloric acid.
  • the hydrochloric acid formed is used in particular in step a) for transferring the rare earth metal compound in solution and / or used in step b) in the extraction.
  • the hydrochloric acid is formed from the purge gas for drying the humid rare earth metal chloride in the form of HCl gas and the first and / or second process water part.
  • Figures 1 to 3 are intended to exemplify the methods of the invention for the recovery of rare earth and rare earth metal chloride. As shown: a process for the extraction of rare earth metal; a process for obtaining rare earth metal chloride; and
  • FIG. 1 shows a method for obtaining at least one rare earth metal 150 from a base material 100 containing at least one rare earth metal compound.
  • the base material 100 is usually crushed and in terms of
  • a concentrated acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid 110
  • the rare earth metal compound converted into a soluble rare earth metal compound.
  • the pulp or the heap is heated at the same time.
  • an aqueous base solution 130 containing the soluble rare earth metal compound and optionally further soluble
  • the base solution 130 is collected in a collecting vessel 30, which may also be formed by a tube only, and fed into an extraction unit 40 comprising one or more extraction columns or cascades of extraction stages in which a liquid-liquid extraction takes place.
  • the extraction unit 40 here comprises a plurality of extraction reactors 41, 42, wherein a cationic extraction agent 50 is added to the base solution 130 in a first extraction reactor 41 of the extraction unit 40.
  • An aqueous extract solution 1 based on the soluble rare earth metal compound is separated from the base solution 130.
  • the residual base solution 60 is transferred to a second extraction reactor 42 of the extraction unit 40 and another extractant 51 is added.
  • a further aqueous extract solution 1 "based on a further soluble rare earth metal compound in the form of another rare earth metal chloride is separated off from the residual base solution 60. If appropriate, further soluble extractive metal compounds contained in the further residual base solution 61 are removed via further subsequent extraction reactors.
  • the extract solution 1 is transferred to a separation unit 70, in which a separation of the extract solution 1 in process water 140 and dry rare earth metal chloride 15 takes place.
  • a separation unit 70 preferably moist rare earth metal chloride 11 (cf. FIG. 2) is first formed, which is dried here as a purge gas 13 while supplying HCl gas.
  • Moist purging gas 14 is removed from the separation unit 70.
  • the dry rare earth metal chloride 15 is reduced to the rare earth metal 150 in a reduction unit 80.
  • FIG 2 shows a process for recovering rare earth metal chloride 15 to which a rare earth metal 150 recovery process of the present invention may also be based.
  • the separation unit 70 comprises a predrying unit 2 for receiving the extract solution 1, which is designed, for example, as a nanofiltration system.
  • a first process water part 3 is separated from the extract solution 1 and there remains a pre-dried extract solution 4, which is fed to a distillation unit 5 for distillative drying.
  • the distillation unit 5 By means of the distillation unit 5, the predried extract solution 4 is boiled and a second process water part 6
  • the first process water part 3 and second process water part 6 can be reused as process water 140 elsewhere in the process.
  • the distillatively predried extract solution 7 formed is cooled to ambient temperature, which takes place here in a heat exchanger unit 8.
  • the recovered thermal energy 81 can be used elsewhere in the process.
  • the rare earth metal chloride precipitates out as a solid and an extract suspension 10 is formed which subsequently in a separation unit 17 into the moist rare earth metal chloride 11 and a third process water part 9 is separated.
  • the third process water part 9 usually still contains dissolved rare earth metal chloride, so that this is preferably partially recycled and mixed with extract solution 1 and / or predried extract solution 4, the separation unit 70 passes through again.
  • the obtained moist rare earth metal chloride 11 is then dried in a drying unit 12 at a temperature in the range of 80 to 400 ° C with gas purging with HCl gas as the purge gas and a reduced pressure, in particular in the range of 20 to 80 kPa (absolute). Particularly advantageous in this case is a slow increase in the drying temperature over the drying time. In this case, preferably a higher pressure for the drying is selected at a low drying end temperature, and a lower pressure for the drying is selected at a high drying end temperature. During drying, residual moisture and water of crystallization are expelled.
  • the resulting dry rare earth metal chloride 15 is packed airtight and can be reduced by means of a reduction unit 80 directly to rare earth metal 150 (see FIG. 1).
  • FIG. 3 shows another method for obtaining rare earth metal chloride 15, to which a rare earth metal 150 recovery method according to the invention can likewise build up.
  • the same reference numerals as in FIG. 2 designate the same elements.
  • the predrying unit 2 is formed here by a heated evaporation plant. Furthermore, here the first process water part 3 and the second process water part 6 are brought together with the moist purge gas 14 and from it hydrochloric acid 16 is formed. The resulting excess additional thermal energy 91 is dissipated via a further heat exchanger unit 90. The from the cooling of the
  • Extract suspension 10 in heat exchanger unit 8 recovered thermal energy 81 and the further thermal energy 91 are used here for heating the predrying unit 2 and / or the distillation unit 5.
  • the cooled hydrochloric acid 16 is - depending on the need for dissolving chemicals, in this case hydrochloric acid 110 - supplied to the dissolving reactor 20 and / or used for the extraction in the extraction unit 40.
  • separation unit 70 may include other than the illustrated units to separate an extract solution into process water and dry rare earth metal chloride.

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Description

Beschreibung description

Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetallchlo- rids sowie eines Seltenerdmetalls Process for obtaining at least one rare earth metal chloride and a rare earth metal

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetallchlorids sowie zur Gewinnung eines Seltenerdmetalls aus einem Grundmaterial enthaltend mindestens eine Seltenerdmetallverbindung . The invention relates to processes for obtaining at least one rare earth metal chloride and for obtaining a rare earth metal from a base material containing at least one rare earth metal compound.

Als Grundmaterial werden hierbei Werterze oder Tonmineralien angesehen, die lösliche und/oder unlösliche Seltenerdmetall - Verbindungen enthalten, sowie weitere recyclierbare Materialien, die Seltenerdmetalle enthalten, wie beispielsweise Nd-Fe-B-Magnete und dergleichen. Als Tonminerale kommen dabei insbesondere Ionen-Adsorptionstone zum Einsatz . The basic material used here are ores or clay minerals which contain soluble and / or insoluble rare earth metal compounds, as well as other recyclable materials which contain rare earth metals, such as Nd-Fe-B magnets and the like. In particular, ionic adsorption stones are used as clay minerals.

Bei der Verarbeitung oder Behandlung von solchem Grundmaterial werden üblicherweise große Mengen an Chemikalien, insbe- sondere in Form von Säuren und Laugen, eingesetzt. Nachdem die Verarbeitung oder Behandlung von Werterzen oder Tonmineralien häufig unmittelbar am Ort des Vorkommens durchgeführt wird, ist dabei meist ein Transport der Chemikalien per Tankwagen über große Distanzen und in abgelegene Gegenden erfor- derlich. Der hohe Verbrauch an zum Teil umweltgefährdendenIn the processing or treatment of such base material usually large amounts of chemicals, especially in the form of acids and alkalis, are used. Since the processing or treatment of ores or clay minerals is often carried out directly at the site of occurrence, it is usually necessary to transport the chemicals by tanker over long distances and to remote areas. The high consumption of partly environmentally hazardous

Chemikalien bringt hohe Kosten und ein hohes Umweltrisiko mit sich . Chemicals entail high costs and high environmental risks.

Die WO 2011/091231 AI offenbart eine Verarbeitung von Wert- erzmineralien, wobei unter anderem eine Überführung von Seltenerdmetallelementen in eine wässrige Lösung beschrieben ist . WO 2011/091231 A1 discloses a processing of ore minerals, wherein inter alia a transfer of rare earth elements into an aqueous solution is described.

Insgesamt lassen sich die üblichen Verfahrensschritte bei der Gewinnung von Seltenerdmetallverbindungen aus einem Grundmaterial vereinfachend folgendermaßen zusammenfassen: In der Regel wird das Grundmaterial zerkleinert und die mit dem Seltenerdmetall angereicherte Phase aufkonzentriert . Seltenerdmetallelemente kommen in Werterzen oder Tonmineralien üblicherweise nicht einzeln vor, sondern treten vergesell- schaftet mit einer Mehrzahl an weiteren Seltenerdmetallele- menten auf, die im Periodensystem der chemischen Elemente benachbart anzutreffen sind. Das Konzentrat wird nun chemisch aufgeschlossen, wobei unlösliche Seltenerdmetallverbindungen, meist in Form von Carbonaten oder Phosphaten, in lösliche Seltenerdmetallverbindungen überführt werden. Dazu werden konzentrierte Säuren oder Laugen, wie Schwefelsäure H2S04 oder Natronlauge NaOH, in einem Hochtemperaturprozess eingesetzt. Im Anschluss erfolgt eine Überführung der löslichen Seltenerdmetallverbindungen in eine wässrige Phase. Overall, the usual process steps in the extraction of rare earth metal compounds from a base material can be summarized as follows: In general, the base material is crushed and concentrated enriched with the rare earth metal phase. Rare earth elements usually do not occur singly in ores or clay minerals, but are found in association with a plurality of other rare earth elements which are to be found adjacent in the periodic table of the chemical elements. The concentrate is now chemically digested, with insoluble rare earth metal compounds, usually in the form of carbonates or phosphates, are converted into soluble rare earth metal compounds. For this purpose, concentrated acids or bases, such as sulfuric acid H 2 S0 4 or sodium hydroxide NaOH, are used in a high-temperature process. This is followed by a transfer of the soluble rare earth metal compounds in an aqueous phase.

Auch aus zerkleinertem Recyclingmaterial enthaltend Seltenerdmetalle lassen sich Seltenerdmetallverbindungen chemisch in Lösung überführen. Es entsteht in beiden Fällen eine wässrige Basislösung enthaltend die gelöste (n) Seltenerdmetallverbindung (en) und ggf. weitere lösliche StoffVerbindungen, die beispielsweise unerwünschte Schwermetalle umfassen können. Durch eine Änderung des pH-Werts der Basislösung, insbesondere durch Zugabe einer Base, können die unerwünschten SchwermetallVerbindungen größtenteils ausgefällt und abgetrennt werden. Also from crushed recycled material containing rare earth metals can be rare earth metal compounds chemically dissolve. In both cases, an aqueous base solution containing the dissolved rare earth metal compound (s) and, if appropriate, further soluble compounds, which may comprise unwanted heavy metals, for example, is formed. By changing the pH of the base solution, in particular by adding a base, the unwanted heavy metal compounds can largely be precipitated and separated.

Die eigentliche Trennung der Basislösung, bei der gezielt die einzelnen Seltenerdmetallelemente möglichst sortenrein sepa- riert werden, erfolgt üblicherweise mittels einer Flüssig- Flüssig-Extraktion . Hierbei werden mittels eines geeigneten Extraktionsmittels die in der wässrigen Basislösung gelösten Seltenerdmetall - Ionen in eine elektrisch neutrale Spezies überführt, die sich in einer organischen Phase anreichern. Dabei können in Abhängigkeit des verwendeten Extraktionsmit- tels selektiv Seltenerdmetall - Ionen in der organischen Phase angereichert und in Folge abgetrennt werden. So lassen sich auch chemisch eng verwandte Seltenerdmetallelemente voneinander separieren. The actual separation of the basic solution, in which the individual rare earth elements are selectively separated as precisely as possible, is usually carried out by means of a liquid-liquid extraction. By means of a suitable extractant, the rare earth metal ions dissolved in the aqueous base solution are converted into an electrically neutral species which accumulate in an organic phase. Depending on the extraction medium used, rare earth metal ions can be selectively enriched in the organic phase and separated off in succession. That's the way to go also chemically closely related rare earth elements separate from each other.

Typische kationische Extraktionsmittel, die hier zum Einsatz kommen, sind Di-2-Ethylhexyl-Phosphorsäurediester (Kurzbezeichnung: P204), oder 2-Ethylhexyl-Phosphonsäure- (2-Ethyl- hexyl) -Ester (Kurzbezeichnung: P507) . Ein derartiges Extraktionsmittel liegt aufgrund seiner unpolaren Eigenschaften zum Großteil in Form von Dimeren in der organischen Phase vor. Der Extraktionsprozess beruht auf der Tatsache, dass Wasserstoffatome der Extraktionsmittel deprotonieren, wobei die durch die Abspaltung der Protonen entstehende Ladung durch Bildung von elektrisch neutralen Wertmetall -Komplexen, insbesondere Seltenerdmetall -Komplexen, ausgeglichen wird. Die Seltenerdmetall -Komplexe reichern sich in der organischen Phase an. Typical cationic extractants used here are di-2-ethylhexyl phosphoric diesters (abbreviation: P204), or 2-ethylhexyl phosphonic acid (2-ethylhexyl) esters (abbreviated to P507). Due to its nonpolar properties, such an extractant is predominantly in the form of dimers in the organic phase. The extraction process is based on the fact that hydrogen atoms deprotonate the extractant, whereby the charge resulting from the cleavage of the protons is compensated by the formation of electrically neutral value metal complexes, in particular rare earth metal complexes. The rare earth metal complexes accumulate in the organic phase.

Die Extraktionsreaktion wird beispielhaft nachfolgend für ein Seltenerdmetallelement , abgekürzt mit Ln bezeichnet, be- schrieben: The extraction reaction is described below by way of example for a rare earth element, abbreviated to Ln:

Ln3+ + 3 (HA) 2 ~ LnA3 (HA) 3 + 3H+ Der Oberstrich in der Reaktionsgleichung bedeutet, dass die entsprechende Spezies in der organischen Phase vorliegt. Die ionischen Spezies liegen in der wässrigen Phase der Basislösung vor. Das Extraktionsgleichgewicht hängt dabei stark vom eingestellten pH-Wert der Basislösung ab. Ln 3+ + 3 (HA) 2 ~ LnA 3 (HA) 3 + 3H + The upper bar in the reaction equation means that the corresponding species is present in the organic phase. The ionic species are present in the aqueous phase of the base solution. The extraction equilibrium depends strongly on the adjusted pH of the base solution.

Obwohl eine selektive Extraktion von Seltenerdmetallelementen über die Reaktionsgleichung durchgeführt werden kann, reicht ein Extraktionsschritt in der Regel nicht aus, um eine ausreichende Trennung der Elemente zu erreichen. Daher wird üb- licherweise eine mehrstufige Extraktionseinheit umfassend eine oder mehrere Extraktionskolonnen oder -kaskaden von Extraktionsstufen eingesetzt, wobei typischerweise insgesamt 100 bis 500 Extraktionsstufen zum Einsatz kommen. Die in die organische Phase überführten und separierten Sel- tenerdmetallelemente werden anschließend wieder von der organischen Phase abgetrennt, indem ein sogenanntes „Stripping" erfolgt. Bei Verwendung kationischer Extraktionsmittel wird dazu üblicherweise Säure zugegeben. Gleichzeitig wird dadurch das Extraktionsmittel regeneriert. Es wird in Folge abgetrennt und kann wiederverwendet werden. Es verbleibt eine bzw. verbleiben mehrere wässrige Extraktlösungen, die jeweils im Wesentlichen ein einzelnes Seltenerdmetallelement oder ein Mischkonzentrat enthaltend mehrere Seltenerdmetallelemente , insbesondere in Form von Seltenerdmetall -Chlorid, enthalten. Although selective extraction of rare earth elements can be accomplished via the reaction equation, an extraction step is usually not sufficient to achieve sufficient separation of the elements. Therefore, it is customary to use a multistage extraction unit comprising one or more extraction columns or cascades of extraction stages, wherein typically a total of 100 to 500 extraction stages are used. The rare earth metal elements transferred and separated into the organic phase are then separated again from the organic phase by a so-called "stripping." When cationic extractants are used, acid is usually added thereto and the extractant is regenerated at the same time and may be reused There remains one or more aqueous extract solutions, each containing substantially a single rare earth metal element or a mixed concentrate containing a plurality of rare earth metal elements, particularly in the form of rare earth chloride.

Aus der jeweiligen Extraktlösung wird das enthaltene Seltenerdmetallelement in Folge als schwerlösliches Seltenerdme- tall -Carbonat oder -Oxalat ausgefällt, abgetrennt, getrocknet und bei hohen Temperaturen in ein Seltenerdmetalloxid überführt bzw. kalziniert. From the respective extract solution, the contained rare earth metal element is precipitated in succession as sparingly soluble rare earth metal carbonate or oxalate, separated off, dried and converted at high temperatures into a rare earth metal oxide or calcined.

Das Seltenerdmetalloxid wird nun üblicherweise in einem auf- wändigen Verfahren entweder durch Reduktion mit einem unedleren Element oder durch eine Schmelzflusselektrolyse reduziert. Nachdem eine direkte Reduktion der Seltenerdmetall- oxide schwierig ist, werden diese üblicherweise zunächst wieder in Seltenerdmetallchloride oder -fluoride umgewandelt, die dann zu den Seltenerdmetallen reduziert werden. The rare earth metal oxide is now usually reduced in a complicated process, either by reduction with a less noble element or by fused-salt electrolysis. After a direct reduction of the rare earth oxides is difficult, they are usually first converted back into rare earth metal chlorides or fluorides, which are then reduced to the rare earth metals.

Üblicherweise erfolgt die Abtrennung der Seltenerdmetallelemente von einem Werterz oder Tonmineral und die sich anschließende Reduktion der erhaltenen Seltenerdmetallverbin- dung zum Seltenerdmetall an unterschiedlichen Orten und in unterschiedlichen Anlagen. An der Schnittstelle zwischen diesen Anlagen hat sich das problemlos transportierbare Seltenerdmetalloxid als „Übergabeprodukt" etabliert, obwohl die Bildung des Oxids die Prozesskette verkompliziert. Auch bei einem Recycling von Materialien enthaltend Seltenerdmetalle wird aufgrund der Trennung von Aufbereitungsort und Reduktionsort meist der Weg über das Seltenerdmetalloxid gewählt. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aus einem Grundmaterial enthaltend mindestens eine Seltenerdmetallver- bindung bereitzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfin- dung, ein alternatives Verfahren zur Gewinnung eines Seltenerdmetalls bereitzustellen. Usually, the separation of the rare earth metal elements from a ore or clay mineral and the subsequent reduction of the obtained rare earth metal compound to the rare earth metal at different locations and in different plants. Even though the formation of the oxide complicates the process chain, the easily transportable rare-earth metal oxide has become established at the interface between these plants.) Even when recycling materials containing rare earth metals, the pathway via the rare earth metal oxide is usually chosen due to the separation of the processing site and the reduction site , It is an object of the invention to provide an alternative process for obtaining at least one rare earth metal chloride from a base material containing at least one rare earth metal compound. It is a further object of the invention to provide an alternative method for obtaining a rare earth metal.

Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aus einem Grundmaterial enthal- tend mindestens eine Seltenerdmetallverbindung, umfassend folgende Schritte gelöst: The object is achieved for the process for obtaining at least one rare earth metal chloride from a base material comprising at least one rare earth metal compound comprising the following steps:

a) Überführen der mindestens einen Seltenerdmetallverbindung in Lösung, wobei eine wässrige Basislösung enthaltend mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung und optional weitere lösliche StoffVerbindungen gebildet werden; a) transferring the at least one rare earth metal compound in solution to form an aqueous base solution containing at least one soluble rare earth metal compound and optionally other soluble compounds;

b) Durchführen einer Extraktion, wobei eine wässrige b) carrying out an extraction, wherein an aqueous

Extraktlösung von der Basislösung abtrennt wird, die die mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung in Form mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aufweist; und Extract solution is separated from the base solution comprising the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride; and

c) Trennen der Extraktlösung in Prozesswasser und trockenes Seltenerdmetallchlorid . c) separating the extract solution into process water and dry rare earth metal chloride.

Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetalls aus einem Grundmaterial enthaltend mindestens eine Seltenerdmetallverbindung, umfassend folgende Schritte gelöst: The object is achieved for the method for obtaining at least one rare earth metal from a base material containing at least one rare earth metal compound, comprising the following steps:

a) Überführen der mindestens einen Seltenerdmetallverbindung in Lösung, wobei eine wässrige Basislösung enthaltend mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung und optional weitere lösliche StoffVerbindungen gebildet werden; a) transferring the at least one rare earth metal compound in solution to form an aqueous base solution containing at least one soluble rare earth metal compound and optionally other soluble compounds;

b) Durchführen einer Extraktion, wobei eine wässrige b) carrying out an extraction, wherein an aqueous

Extraktlösung von der Basislösung abgetrennt wird, die die mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung in Form mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aufweist; Extract solution is separated from the base solution having the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride;

c) Trennen der Extraktlösung in Prozesswasser und trockenes Seltenerdmetallchlorid; und c) separating the extract solution into process water and dry rare earth metal chloride; and

d) Reduzieren des trockenen Seltenerdmetallchlorids zu dem Seltenerdmetall . Die Extraktion kann dabei bei beiden Verfahren als eine Flüs- sig-Flüssig-Extraktion oder mittels Ionentauscher als eine Flüssig-Fest-Extraktion durchgeführt werden. Die nach Durchführung der Extraktion verbleibende Basisrestlösung kann wei- teres Seltenerdmetallchlorid enthalten, so dass die Basisrestlösung eigenständig dem Schritt c) bzw. den Schritten c) und d) unterworfen werden kann. d) reducing the dry rare earth metal chloride to the rare earth metal. The extraction can be carried out in both methods as a liquid-liquid extraction or by ion exchange as a liquid-solid extraction. The residual base solution remaining after the extraction has been carried out may contain further rare earth metal chloride, so that the base residual solution can be subjected independently to step c) or steps c) and d).

Die Verfahren haben den Vorteil, dass beträchtliche Mengen an Chemikalien, die für die herkömmliche Bildung von Seltenerd- metalloxid, das anschließend zu Seltenerdmetall reduziert wird, eingespart werden können. Die Komplexität der Verfahren ist geringer, wobei eine schnelle und effiziente Gewinnung von Seltenerdmetall bzw. Seltenerdmetallchlorid ermöglicht wird. The processes have the advantage of being able to save considerable amounts of chemicals which are saved for the conventional formation of rare earth metal oxide, which is subsequently reduced to rare earth metal. The complexity of the processes is lower, allowing for a fast and efficient recovery of rare earth metal or rare earth metal chloride.

In Schritt c) wird vorzugsweise zuerst ein feuchtes Seltenerdmetallchlorid gebildet, welches in neutraler oder reduzierender Atmosphäre zu dem trockenen Seltenerdmetallchlorid ge- trocknet wird. In step c) it is preferred to first form a wet rare earth metal chloride which is dried in a neutral or reducing atmosphere to form the dry rare earth metal chloride.

Um die Entfeuchtung des feuchten Seltenerdmetallchlorids zu beschleunigen, hat es sich bewährt, wenn die Trocknung bei Unterdruck, insbesondere bei einem Druck im Bereich von In order to accelerate the dehumidification of the moist rare earth metal chloride, it has been proven that the drying at low pressure, in particular at a pressure in the range of

20 bis 80 kPa, durchgeführt wird. Auch eine Gasspülung, insbesondere mit einem Inertgas oder einem reduzierenden Gas, wie beispielsweise HCl-Gas, beschleunigt die Entfeuchtung und wirkt einer unerwünschten Bildung von Oxichloriden entgegen. Die Extraktlösung wird in Schritt c) nacheinander bevorzugt einer Vortrocknung, einer destillativen Trocknung und einer Filtration unterzogen, um das feuchte Seltenerdmetallchlorid zu bilden. Dies trägt zu einer Optimierung des Trennprozesses im Hinblick auf Zeitbedarf und Kosten bei. 20 to 80 kPa, is performed. A gas purging, in particular with an inert gas or a reducing gas, such as HCl gas, accelerates the dehumidification and counteracts an undesirable formation of oxychlorides. The extract solution is successively preferably subjected to predrying, distillative drying and filtration in step c) to form the wet rare earth metal chloride. This contributes to an optimization of the separation process in terms of time and costs.

Die Vortrocknung der Extraktlösung zu einer vorgetrockneten Extraktlösung erfolgt insbesondere unter Abtrennung eines ersten Prozesswasserteils mittels einer Elektrodialyse und/oder einer Nanofiltration und/oder einer Umkehrosmose und/oder eine Verdunstung infolge einer Erwärmung. The pre-drying of the extract solution to a pre-dried extract solution is carried out in particular with separation of a first part of the process water by means of electrodialysis and / or nanofiltration and / or reverse osmosis and / or evaporation due to heating.

Die destillative Trocknung der aus der Vortrocknung stammen- den vorgetrockneten Extraktlösung zu einer destillativ vorgetrockneten Extraktlösung erfolgt unter Abtrennung eines zweiten Prozesswasserteils, wobei die Temperatur der vorgetrockneten Extraktlösung auf eine Siedetemperatur der vorgetrockneten Extraktlösung erhöht wird. Üblicherweise siedet eine solche vorgetrocknete Extraktlösung unter Normaldruck bei einer Temperatur im Bereich von etwa 120 bis 130°C. Die benötigte Energie zur Erwärmung der vorgetrockneten Extraktlösung auf Siedetemperatur wird bevorzugt durch Abwärme aus anderen Prozessschritten oder regenerative Energiequellen bereitge- stellt. The distillative drying of the predried extract solution originating from the predrying to a distillatively predried extract solution is carried out with separation of a second process water portion, wherein the temperature of the predried extract solution is increased to a boiling temperature of the predried extract solution. Typically, such a pre-dried extract solution boils under normal pressure at a temperature in the range of about 120 to 130 ° C. The energy required to heat the predried extract solution to boiling temperature is preferably provided by waste heat from other process steps or regenerative energy sources.

Die aus der destillativen Trocknung kommende destillativ vorgetrocknete Extraktlösung wird bevorzugt unter Ausfällung des Seltenerdmetallchlorids zu einer Extraktsuspension abgekühlt. Insbesondere wird die ExtraktSuspension dabei auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Dabei kann optional eine Wärmetauschereinrichtung zum Einsatz kommen, um die Abwärme weiter nutzen zu können . Die Filtration, bei der insbesondere die abgekühlte The distillative drying coming from the distillative pre-dried extract solution is preferably cooled with precipitation of the rare earth metal chloride to an extract suspension. In particular, the extract suspension is cooled to ambient temperature. Optionally, a heat exchanger device can be used in order to be able to continue to use the waste heat. Filtration, in particular, the cooled

Extraktsuspension filtriert wird, erfolgt mittels einer Sepa- rator-einheit , insbesondere in Form einer Filterpresse oder einer Zentrifuge, wobei das feuchte Seltenerdmetallchlorid und ein dritter Prozesswasserteil ausgebildet werden. Der dritte Prozesswasserteil enthält in der Regel noch gelöstes Extract suspension is filtered, carried out by means of a segregator unit, in particular in the form of a filter press or a centrifuge, wherein the moist rare earth metal chloride and a third process water part are formed. The third process water part contains usually still solved

Seltenerdmetallchlorid und wird bevorzugt teilweise wieder in den Prozess eingespeist. Rare earth metal chloride and is preferably partially fed back into the process.

Vorzugsweise wird der dritte Prozesswasserteil teilweise rückgeführt und mit weiterer Extraktlösung oder alternativ mit bereits vorgetrockneter Extraktlösung vermischt. Die gebildete Mischung aus drittem Prozesswasserteil und Preferably, the third process water part is partially recycled and mixed with further extract solution or alternatively with already predried extract solution. The formed mixture of third process water part and

Extraktlösung und/oder vorgetrockneter Extraktlösung wird in Folge in das Prozesswasser und das feuchte Seltenerdmetallchlorid getrennt. Allerdings wird der dritte Prozesswasserteil nicht vollständig rückgeführt, um zu vermeiden, dass sich Verunreinigungen im dritten Prozesswasserteil Extract solution and / or pre-dried extract solution is in Follow in the process water and the wet rare earth metal chloride separately. However, the third process water part is not completely recycled to avoid contaminants in the third process water part

aufkonzentrieren und das Verfahren beeinträchtigen. concentrate and affect the process.

Der erste Prozesswasserteil und/oder der zweite Prozesswasserteil werden im Prozess an anderer Stelle wieder eingesetzt, bevorzugt zur Bildung von Salzsäure. Die gebildete Salzsäure wird insbesondere in Schritt a) zum Überführen der Seltenerdmetallverbindung in Lösung eingesetzt und/oder in Schritt b) bei der Extraktion eingesetzt. Insbesondere wird die Salzsäure aus dem Spülgas zur Trocknung des feuchten Sel- tenerdmetallchlorids in Form von HCl -Gas und dem ersten und/oder zweiten Prozesswasserteil gebildet. Nachdem dieseThe first process water part and / or the second process water part are used again elsewhere in the process, preferably for the formation of hydrochloric acid. The hydrochloric acid formed is used in particular in step a) for transferring the rare earth metal compound in solution and / or used in step b) in the extraction. In particular, the hydrochloric acid is formed from the purge gas for drying the humid rare earth metal chloride in the form of HCl gas and the first and / or second process water part. After this

Reaktion exotherm verläuft, wird die entstehende Wärmeenergie vorzugsweise über eine weitere Wärmetauschereinrichtung abgeführt und an anderer Stelle im Prozess wieder zugeführt. Die FIGen 1 bis 3 sollen die erfindungsgemäßen Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetall und Seltenerdmetallchlorid beispielhaft erläutern. So zeigt: ein Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetall; ein Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetallchlorid; und Reaction is exothermic, the resulting heat energy is preferably dissipated via a further heat exchanger device and fed back elsewhere in the process. Figures 1 to 3 are intended to exemplify the methods of the invention for the recovery of rare earth and rare earth metal chloride. As shown: a process for the extraction of rare earth metal; a process for obtaining rare earth metal chloride; and

FIG 3 ein weiteres Verfahren zur Gewinnung von Seltenerd- metallchlorid . 3 shows another method for obtaining rare earth metal chloride.

FIG 1 zeigt ein Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetalls 150 aus einem Grundmaterial 100 enthaltend mindestens eine Seltenerdmetallverbindung. Das Grundmaterial 100 wird üblicherweise in zerkleinerter und hinsichtlich des1 shows a method for obtaining at least one rare earth metal 150 from a base material 100 containing at least one rare earth metal compound. The base material 100 is usually crushed and in terms of

Wertmetallgehalts aufkonzentrierter Form, beispielsweise in Form einer Pulpe oder auch als Haufwerk, bereitgestellt. In einem Lösereaktor 20 wird unter Zugabe von Lösechemikalien, n Value metal content of concentrated form, for example in the form of a pulp or as a heap, provided. In a dissolving reactor 20, with addition of dissolving chemicals, n

hier unter Zugabe einer konzentrierten Säure 110 wie Salzsäure oder Schwefelsäure, die Seltenerdmetallverbindung in eine lösliche Seltenerdmetallverbindung überführt. Dabei wird die Pulpe bzw. das Haufwerk in der Regel gleichzeitig erwärmt. Es wird eine wässrige Basislösung 130 enthaltend die lösliche Seltenerdmetallverbindung und optional weitere lösliche Here, adding a concentrated acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid 110, the rare earth metal compound converted into a soluble rare earth metal compound. As a rule, the pulp or the heap is heated at the same time. There is an aqueous base solution 130 containing the soluble rare earth metal compound and optionally further soluble

StoffVerbindungen, wie beispielsweise über eine Änderung des pH-Werts der Basislösung 130 leicht abtrennbare Schwermetall - Verbindungen, gebildet. Der von Seltenerdmetallelementen weitgehend befreite, unlösliche Rest 120 des Grundmaterials 100 wird aus dem Prozess ausgeschleust. Compounds such as heavy metal compounds easily separable via a change in the pH of the base solution 130 are formed. The insoluble residue 120 of the base material 100, which is largely freed from rare earth elements, is discharged from the process.

Die Basislösung 130 wird in einem Auffangbehälter 30, der auch lediglich durch ein Rohr gebildet sein kann, aufgefangen und in eine Extraktionseinheit 40 umfassend eine oder mehrere Extraktionskolonnen oder -kaskaden von Extraktionsstufen eingespeist, in der eine Flüssig-Flüssig-Extraktion erfolgt. Die Extraktionseinheit 40 umfasst hier mehrere Extraktionsreaktoren 41, 42, wobei der Basislösung 130 in einem ersten Extraktionsreaktor 41 der Extraktionseinheit 40 ein kationisches Extraktionsmittel 50 zugegeben wird. Es wird eine wässrige Extraktlösung 1 auf Basis der löslichen Seltenerdmetallverbindung von der Basislösung 130 abgetrennt. Die Restbasislösung 60 wird in einen zweiten Extraktionsreaktor 42 der Extraktionseinheit 40 überführt und ein anderes Extraktionsmittel 51 zugegeben. Es wird eine weitere wässrige Extraktlösung 1" auf Basis einer weiteren löslichen Seltenerdmetallverbindung in Form eines weiteren Seltenerdmetallchlorids von der Restbasislösung 60 abgetrennt. Es werden gegebenenfalls über weitere nachfolgende Extraktionsreaktoren weitere in der weiteren Restbasislösung 61 enthaltene lösliche Sektenerdmetall - Verbindungen abgetrennt . The base solution 130 is collected in a collecting vessel 30, which may also be formed by a tube only, and fed into an extraction unit 40 comprising one or more extraction columns or cascades of extraction stages in which a liquid-liquid extraction takes place. The extraction unit 40 here comprises a plurality of extraction reactors 41, 42, wherein a cationic extraction agent 50 is added to the base solution 130 in a first extraction reactor 41 of the extraction unit 40. An aqueous extract solution 1 based on the soluble rare earth metal compound is separated from the base solution 130. The residual base solution 60 is transferred to a second extraction reactor 42 of the extraction unit 40 and another extractant 51 is added. A further aqueous extract solution 1 "based on a further soluble rare earth metal compound in the form of another rare earth metal chloride is separated off from the residual base solution 60. If appropriate, further soluble extractive metal compounds contained in the further residual base solution 61 are removed via further subsequent extraction reactors.

Oft werden auch Gruppen von Seltenerdmetallchloriden auf Ba- sis unterschiedlicher Seltenerdmetalle zusammen abgetrennt und erst nachfolgend eine weitgehend sortenreine Auftrennung in die einzelnen Seltenerdmetallchloride , sofern erforderlich, vorgenommen. Nachfolgend wird das weitere Verfahren lediglich anhand der Extraktlösung 1 weiter beschrieben, wobei in der Praxis aber natürlich auch eine gleichartige Behandlung weiterer erhaltener Extraktlösungen 1" oder auch der Basisrestlösung erfolgt. Often, groups of rare earth metal chlorides based on different rare earth metals are separated together, and only subsequently a largely pure sorting into the individual rare earth metal chlorides, if necessary, made. In the following, the further process will be described further only with reference to the extract solution 1, but in practice, of course, a similar treatment of further extract solutions 1 "or of the base residual solution also takes place.

Die Extraktlösung 1 wird in eine Trenneinheit 70 überführt, in der eine Trennung der Extraktlösung 1 in Prozesswasser 140 und trockenes Seltenerdmetallchlorid 15 erfolgt. Innerhalb der Trenneinheit 70 wird vorzugsweise erst feuchtes Selten- erdmetallchlorid 11 (vergleiche FIG 2) gebildet, das hier unter Zuführung von HCl -Gas als Spülgas 13 getrocknet wird. Feuchtes Spülgas 14 wird aus der Trenneinheit 70 abgeführt. Das trockene Seltenerdmetallchlorid 15 wird in einer Reduktionseinheit 80 zu dem Seltenerdmetall 150 reduziert. The extract solution 1 is transferred to a separation unit 70, in which a separation of the extract solution 1 in process water 140 and dry rare earth metal chloride 15 takes place. Within the separation unit 70, preferably moist rare earth metal chloride 11 (cf. FIG. 2) is first formed, which is dried here as a purge gas 13 while supplying HCl gas. Moist purging gas 14 is removed from the separation unit 70. The dry rare earth metal chloride 15 is reduced to the rare earth metal 150 in a reduction unit 80.

FIG 2 zeigt ein Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetallchlorid 15, auf das ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetall 150 ebenfalls aufbauen kann. FIG 2 shows a process for recovering rare earth metal chloride 15 to which a rare earth metal 150 recovery process of the present invention may also be based.

Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Ele- mente . Hier ist ein möglicher Detailaufbau der Trenneinheit 70 näher erläutert. Sie umfasst hier eine Vortrocknungseinheit 2 zur Aufnahme der Extraktlösung 1, die beispielsweise als Nanofiltrationsanlage ausgebildet ist. In der Vortrocknungseinheit 2 wird ein erster Prozesswasserteil 3 von der Extraktlösung 1 abgetrennt und es verbleibt eine vorgetrocknete Extraktlösung 4, die einer Destilliereinheit 5 zur destillativen Trocknung zugeführt wird. Mittels der Destilliereinheit 5 wird die vorgetrocknete Extraktlösung 4 zum Sieden gebracht und ein zweiter Prozesswasserteil 6 The same reference numerals as in FIG. 1 designate the same elements. Here, a possible detailed structure of the separation unit 70 is explained in more detail. Here, it comprises a predrying unit 2 for receiving the extract solution 1, which is designed, for example, as a nanofiltration system. In the predrying unit 2, a first process water part 3 is separated from the extract solution 1 and there remains a pre-dried extract solution 4, which is fed to a distillation unit 5 for distillative drying. By means of the distillation unit 5, the predried extract solution 4 is boiled and a second process water part 6

abdestilliert. Der erste Prozesswasserteil 3 und zweite Prozesswasserteil 6 können als Prozesswasser 140 an anderer Stelle im Verfahren wiederverwendet werden. Die gebildete destillativ vorgetrocknete Extraktlösung 7 wird auf Umgebungstemperatur abgekühlt, was hier in einer Wärmetauscher- einheit 8 erfolgt. Die gewonnene thermische Energie 81 kann an anderer Stelle im Prozess eingesetzt werden. Bei der Abkühlung fällt das Seltenerdmetallchlorid als Feststoff aus und es entsteht eine Extraktsuspension 10, die anschließend in einer Separationseinheit 17 in das feuchte Seltenerdme- tallchlorid 11 und einen dritten Prozesswasserteil 9 getrennt wird. Der dritte Prozesswasserteil 9 enthält meist noch gelöstes Seltenerdmetallchlorid, so dass dieses bevorzugt teil- weise rückgeführt wird und mit Extraktlösung 1 und/oder vorgetrockneter Extraktlösung 4 vermischt die Trenneinheit 70 erneut durchläuft . distilled off. The first process water part 3 and second process water part 6 can be reused as process water 140 elsewhere in the process. The distillatively predried extract solution 7 formed is cooled to ambient temperature, which takes place here in a heat exchanger unit 8. The recovered thermal energy 81 can be used elsewhere in the process. Upon cooling, the rare earth metal chloride precipitates out as a solid and an extract suspension 10 is formed which subsequently in a separation unit 17 into the moist rare earth metal chloride 11 and a third process water part 9 is separated. The third process water part 9 usually still contains dissolved rare earth metal chloride, so that this is preferably partially recycled and mixed with extract solution 1 and / or predried extract solution 4, the separation unit 70 passes through again.

Das erhaltene feuchte Seltenerdmetallchlorid 11 wird nun in einer Trockeneinheit 12 bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 400 °C unter Gasspülung mit HCl-Gas als Spülgas und einem verminderten Druck, insbesondere im Bereich von 20 bis 80 kPa (absolut), getrocknet. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine langsame Erhöhung der Trocknungstemperatur über die Trocknungszeit. Dabei wird vorzugsweise bei einer niedrigen Trocknungsendtemperatur insbesondere ein höherer Druck für die Trocknung gewählt und bei einer hohen Trocknungsendtemperatur ein niedrigerer Druck für die Trocknung ausgewählt. Bei der Trocknung wird Restfeuchte und Kristallwasser ausgetrieben. Das erhaltene trockene Seltenerdmetallchlorid 15 wird luftdicht verpackt und kann mittels einer Reduktionseinheit 80 unmittelbar zu Seltenerdmetall 150 (vergleiche FIG 1) reduziert werden. The obtained moist rare earth metal chloride 11 is then dried in a drying unit 12 at a temperature in the range of 80 to 400 ° C with gas purging with HCl gas as the purge gas and a reduced pressure, in particular in the range of 20 to 80 kPa (absolute). Particularly advantageous in this case is a slow increase in the drying temperature over the drying time. In this case, preferably a higher pressure for the drying is selected at a low drying end temperature, and a lower pressure for the drying is selected at a high drying end temperature. During drying, residual moisture and water of crystallization are expelled. The resulting dry rare earth metal chloride 15 is packed airtight and can be reduced by means of a reduction unit 80 directly to rare earth metal 150 (see FIG. 1).

FIG 3 zeigt ein weiteres Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetallchlorid 15, auf das ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Gewinnung von Seltenerdmetall 150 genauso aufbauen kann. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 2 kennzeichnen gleiche Ele- mente . Die Vortrocknungseinheit 2 ist hier durch eine beheizte Verdunstungsanlage gebildet. Weiterhin wird hier der erste Prozesswasserteil 3 und der zweite Prozesswasserteil 6 mit dem feuchten Spülgas 14 zusammengeführt und daraus Salzsäure 16 gebildet. Die dabei entstehende überschüssige weitere thermische Energie 91 wird über eine weitere Wärmetauschereinheit 90 abgeführt. Die aus der Abkühlung der FIG. 3 shows another method for obtaining rare earth metal chloride 15, to which a rare earth metal 150 recovery method according to the invention can likewise build up. The same reference numerals as in FIG. 2 designate the same elements. The predrying unit 2 is formed here by a heated evaporation plant. Furthermore, here the first process water part 3 and the second process water part 6 are brought together with the moist purge gas 14 and from it hydrochloric acid 16 is formed. The resulting excess additional thermal energy 91 is dissipated via a further heat exchanger unit 90. The from the cooling of the

Extraktsuspension 10 in Wärmetauschereinheit 8 gewonnene thermische Energie 81 und die weitere thermische Energie 91 werden hier zur Beheizung der Vortrocknungseinheit 2 und/oder der Destilliereinheit 5 verwendet. Extract suspension 10 in heat exchanger unit 8 recovered thermal energy 81 and the further thermal energy 91 are used here for heating the predrying unit 2 and / or the distillation unit 5.

Die abgekühlte Salzsäure 16 wird - je nach Bedarf an Löseche- mikalien, hier Salzsäure 110 - dem Lösereaktor 20 zugeführt und/oder für die Extraktion im Bereich der Extraktionseinheit 40 verwendet. The cooled hydrochloric acid 16 is - depending on the need for dissolving chemicals, in this case hydrochloric acid 110 - supplied to the dissolving reactor 20 and / or used for the extraction in the extraction unit 40.

Die in den Figuren dargestellten Verfahren zeigen lediglich Beispiele, wie Seltenerdmetallchlorid oder Seltenerdmetall gebildet werden können. So kann die Trenneinheit 70 zur Trennung einer Extraktlösung in Prozesswasser und trockenes Seltenerdmetallchlorid auch andere als die dargestellten Einheiten enthalten. The methods shown in the figures merely show examples of how rare earth metal chloride or rare earth metal can be formed. Thus, separation unit 70 may include other than the illustrated units to separate an extract solution into process water and dry rare earth metal chloride.

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetall - Chlorids aus einem Grundmaterial (100) enthaltend mindestens eine Seltenerdmetallverbindung, umfassend folgende Schritte: a) Überführen der mindestens einen Seltenerdmetallverbindung in Lösung, wobei eine wässrige Basislösung (130) enthaltend mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung und optional weitere lösliche StoffVerbindungen gebildet werden; A process for recovering at least one rare earth metal chloride from a base material (100) comprising at least one rare earth metal compound comprising the steps of: a) transferring the at least one rare earth metal compound in solution, wherein an aqueous base solution (130) containing at least one soluble rare earth metal compound and optionally further soluble substance compounds are formed; b) Durchführen einer Extraktion, wobei eine wässrige b) carrying out an extraction, wherein an aqueous Extraktlösung (1, 1") von der Basislösung (130) abgetrennt wird, die die mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung in Form mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aufweist; und  Extract solution (1, 1 ") is separated from the base solution (130) having the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride; c) Trennen der Extraktlösung (1, 1") in Prozesswasser (3, 6, 9, 140) und trockenes Seltenerdmetallchlorid (15) . c) separating the extract solution (1, 1 ") in process water (3, 6, 9, 140) and dry rare earth metal chloride (15). 2. Verfahren zur Gewinnung mindestens eines Seltenerdmetalls aus einem Grundmaterial (100) enthaltend mindestens eine Sel- tenerdmetallVerbindung, umfassend folgende Schritte: 2. A process for recovering at least one rare earth element from a base material (100) comprising at least one rare earth metal compound, comprising the following steps: a) Überführen der mindestens einen Seltenerdmetallverbindung in Lösung, wobei eine wässrige Basislösung (130) enthaltend mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung und optional weitere lösliche StoffVerbindungen gebildet wird; a) transferring the at least one rare earth metal compound in solution to form an aqueous base solution (130) containing at least one soluble rare earth metal compound and optionally further soluble compounds; b) Durchführen einer Extraktion, wobei eine wässrige b) carrying out an extraction, wherein an aqueous Extraktlösung (1, 1") von der Basislösung (130) abgetrennt wird, die die mindestens eine lösliche Seltenerdmetallverbindung in Form mindestens eines Seltenerdmetallchlorids aufweist ;  Extract solution (1, 1 ") is separated from the base solution (130) having the at least one soluble rare earth metal compound in the form of at least one rare earth metal chloride; c) Trennen der Extraktlösung (1, 1") in Prozesswasser (3, 6, 9) und trockenes Seltenerdmetallchlorid (15) ; und c) separating the extract solution (1, 1 ") in process water (3, 6, 9) and dry rare earth metal chloride (15); d) Reduzieren des trockenen Seltenerdmetallchlorids (15) zu dem Seltenerdmetall (150) . d) reducing the dry rare earth metal chloride (15) to the rare earth metal (150). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, 3. The method according to claim 1 or claim 2, wobei in Schritt c) ein feuchtes Seltenerdmetallchlorid (11) gebildet wird, welches in neutraler oder reduzierender Atmosphäre zu dem trockenen Seltenerdmetallchlorid (15) getrocknet wird. wherein in step c) a wet rare earth metal chloride (11) is formed which is in neutral or reducing Atmosphere to the dry rare earth metal chloride (15) is dried. 4. Verfahren nach Anspruch 3 , 4. The method according to claim 3, wobei die Trocknung bei Unterdruck, insbesondere bei einem Druck im Bereich von 20 bis 80 kPa, durchgeführt wird. wherein the drying is carried out at reduced pressure, in particular at a pressure in the range of 20 to 80 kPa. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 , 5. The method according to claim 3 or 4, wobei während der Trocknung eine Gasspülung erfolgt. during which a gas purging takes place during the drying. 6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5, wobei die Gasspülung mit einem Spülgas (13) in Form von HC1- Gas erfolgt . wherein the gas purging is carried out with a purge gas (13) in the form of HC1 gas. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 7. The method according to any one of claims 3 to 6, wobei die Extraktlösung (1, 1") in Schritt c) nacheinander einer Vortrocknung, einer destillativen Trocknung, und einer Filtration unterzogen wird, um das feuchte Seltenerdmetallchlorid (11) zu erzeugen. wherein the extract solution (1, 1 ") in step c) is successively subjected to pre-drying, distillative drying, and filtration to produce the wet rare earth metal chloride (11). 8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7, wobei die Vortrocknung der Extraktlösung (1, 1") zu einer vorgetrockneten Extraktlösung (4) unter Abtrennung eines ersten Prozesswasserteils (3) mittels einer Elektrodialyse und/oder einer Nanofiltration und/oder einer Umkehrosmose und/oder eine Verdunstung infolge einer Erwärmung erfolgt . wherein the pre-drying of the extract solution (1, 1 ") to a pre-dried extract solution (4) with separation of a first process water part (3) by means of electrodialysis and / or nanofiltration and / or reverse osmosis and / or evaporation due to heating. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, 9. The method according to any one of claims 7 or 8, wobei die destillative Trocknung der vorgetrockneten wherein the distillative drying of the predried Extraktlösung (4) zu einer destillativ vorgetrockneten Extract solution (4) to a pre-dried by distillation Extraktlösung (7) unter Abtrennung eines zweiten Prozesswasserteils (6) erfolgt, wobei eine Temperatur der vorgetrockneten Extraktlösung (4) auf eine Siedetemperatur der vorgetrockneten  Extract solution (7) with separation of a second process water part (6), wherein a temperature of the pre-dried extract solution (4) to a boiling temperature of the predried Extraktlösung (4) erhöht wird. Extract solution (4) is increased. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der erste und/oder zweite Prozesswasserteil (3, 6) zur Bildung von Salzsäure (16) eingesetzt wird, die in Schritt a) zum Überführen der Seltenerdmetallverbindung in Lösung eingesetzt wird und/oder in Schritt b) bei der Extraktion einge- setzt wird. 10. The method according to any one of claims 8 or 9, wherein the first and / or second process water part (3, 6) is used to form hydrochloric acid (16) which is used in step a) for transferring the rare earth metal compound in solution and / or is used in the extraction in step b) , 11. Verfahren nach Anspruch 9,  11. The method according to claim 9, wobei die destillativ vorgetrocknete Extraktlösung (7) unter Ausfällung des Seltenerdmetallchlorids zu einer wherein the extractively pre-dried extract solution (7) with precipitation of the rare earth metal chloride to a Extraktsuspension (10) abgekühlt wird. Extract extract (10) is cooled. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, 12. The method according to any one of claims 7 to 11, wobei die Filtration mittels einer Separatoreinheit (17) , insbesondere in Form einer Filterpresse oder einer Zentrifuge erfolgt, wobei das feuchte Seltenerdmetallchlorid (11) und ein dritter Prozesswasserteil (9) ausgebildet werden. wherein the filtration takes place by means of a separator unit (17), in particular in the form of a filter press or a centrifuge, wherein the moist rare earth metal chloride (11) and a third process water part (9) are formed. 13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12, wobei der dritte Prozesswasserteil (9) teilweise rückgeführt und mit weiterer Extraktlösung (1) und/oder vorgetrockneter Extraktlösung (4) vermischt wird, wobei die gebildete wherein the third process water portion (9) is partially recycled and mixed with further extract solution (1) and / or pre-dried extract solution (4), wherein the formed Mischung in Schritt c) in das Prozesswasser und das Seltenerdmetallchlorid (15) getrennt wird.  Mixture in step c) is separated into the process water and the rare earth metal chloride (15).
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