專利名稱：使用稀土金屬除去目標(biāo)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及使用稀土金屬除去目標(biāo)材料，并且特別地涉及使用稀土金屬的砷的除去和穩(wěn)定化。
背景技術(shù)：
有害金屬例如砷、重金屬的氧陰離子和它們的放射性同位素天然地以許多組合形式存在于地球上。它們?cè)谔烊凰械拇嬖诳蓙?lái)源于例如地球化學(xué)反應(yīng)、工業(yè)廢物排放(包括由核電站、燃油發(fā)電廠和/或燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的那些)、或者殺蟲劑、除草劑、農(nóng)藥和滅鼠劑的農(nóng)業(yè)、工業(yè)和/或家庭使用、以及其他來(lái)源。由于高水平的一些有害金屬(特別是砷) 的存在可對(duì)活生物體具有致癌和其他有害效應(yīng)，因此美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(“EPA”)和世界衛(wèi)生組織對(duì)飲用水中各種有害金屬已設(shè)定了最大污染物水平(“MCL”)。廢水、潛水、地表水、地下水和地?zé)崴械挠泻饘贊舛瘸３３^(guò)該水平。因此，現(xiàn)有的MCL和任何未來(lái)的降低產(chǎn)生對(duì)從飲用水、井水和工業(yè)水中經(jīng)濟(jì)且有效地除去砷的新技術(shù)的需要。許多有害金屬具有多重氧化態(tài)，這可使它們的除去復(fù)雜化。例如，在正常條件下， 發(fā)現(xiàn)砷以+3和+5氧化態(tài)通常以亞砷酸根(AsO2-1)和砷酸根(AsO4-3)的形式溶于含水或水生體系中。通過(guò)吸附或沉淀技術(shù)除去砷要求砷為砷酸根形式。其中砷以+3氧化態(tài)存在的亞砷酸根通過(guò)吸附和沉淀技術(shù)僅部分地除去，因?yàn)閬喩樗岣闹饕问绞莵喩樗?HAsO2)。 亞砷酸是弱酸并且在其中吸附最有效進(jìn)行的PH 5-pH 8的pH下保持中性電荷(S卩，如果有的話，包含最少的亞砷酸根(AsO2-1))。各種其他技術(shù)已用于從含水體系中除去有害金屬。這樣的技術(shù)的例子包括在高表面積材料例如氧化鋁和活性炭上的吸附、用陰離子交換樹(shù)脂的離子交換、任選地使用絮凝劑的共沉淀、和電滲析。用于有害金屬除去的大部分技術(shù)被除去許多這些金屬的困難所阻礙。有害金屬除去可通過(guò)與有價(jià)值金屬的同現(xiàn)而進(jìn)一步復(fù)雜化。在許多工業(yè)工藝中， 污染的工藝固體和溶液不僅包含有害金屬例如砷，而且包含有價(jià)值金屬例如銅、鎳、鈷和/ 或貴金屬。砷經(jīng)常選擇性地從固體廢物中溶解并使用共沉淀方法從物流中分離。該方法使用鐵試劑以使砷作為砷酸鐵沉淀。該沉淀方法要求一系列PH調(diào)節(jié)以形成砷酸鐵沉淀并且在許多應(yīng)用中產(chǎn)生過(guò)大體積的砷酸鐵沉淀。使用稀土金屬的沉淀是新近發(fā)明的技術(shù)，其已顯示使有害和/或有價(jià)值金屬?gòu)奈廴镜膹U物流中除去的希望。特別地，已使用鈰除去多種有害金屬例如砷、銻、鉬、鎢、釩和鈾的氧陰離子。需要有效地從固體和/或液體物流中除去有害和/或有價(jià)值金屬的方法。

發(fā)明內(nèi)容
這些和其他需要通過(guò)本發(fā)明的各實(shí)施方案和配置解決。本公開(kāi)內(nèi)容大體上涉及目標(biāo)材料從流體中除去和所除去的目標(biāo)材料的穩(wěn)定化。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供方法，其包括以下步驟(a)使包含不同于砷的目標(biāo)材料的工藝物流(其可為液體、氣體、漿料等)與能溶的固定劑接觸以形成包含目標(biāo)材料和稀土的不溶的含目標(biāo)材料的合成物，所述能溶的固定劑包含稀土 ；和(b)從工藝物流中除去不溶的含目標(biāo)材料的合成物形成精制的工藝物流。不溶的含目標(biāo)材料的合成物典型地為沉淀的形式，其可作為固體除去。優(yōu)選地，不溶的含目標(biāo)材料的合成物具有至少約0.01重量％，甚至更優(yōu)選至少約0. 1重量％且甚至更優(yōu)選約5-約50重量％的目標(biāo)材料。目標(biāo)材料通常為含氧陰離子的形式，其中氧陰離子為說(shuō)明性的。能溶的固定劑或沉淀劑可通過(guò)合適的載體擔(dān)載或者為未擔(dān)載的。形成包含相對(duì)高濃度的目標(biāo)材料的固體形式的不溶的含目標(biāo)材料的合成物的能力可大大減小需要處理的不溶的含目標(biāo)材料的合成物的體積，由此減少處理成本。在另一實(shí)施方案中，提供方法，其包括以下步驟(a)提供包含砷和有價(jià)值金屬的固體材料；(b)使固體材料與溶浸劑接觸形成包含溶解的砷的浸提物流和砷貧化的固體，所述溶解的砷包含固體材料中包含的大部分砷，且所述砷貧化的固體包含固體材料中包含的大部分有價(jià)值產(chǎn)物；(c)使浸提物流與能溶的固定劑接觸以形成包含浸提物流中的大部分砷和能溶的固定劑的包含目標(biāo)材料的合成物；和(d)從浸提物流中除去大部分包含目標(biāo)材料的合成物，其中能溶的固定劑包含稀土。固定劑可為任何合適的形式，例如固體、涂層、顆粒、納米顆粒、亞微米顆粒、溶解的稀土物質(zhì)和/或粉末。稀土可為固體形式，或者所述固體可通過(guò)使包含稀土的化合物顆粒互連的聚合物粘合劑擔(dān)載。涂層可在任何合適的載體上。在一種應(yīng)用中，固定劑是鑭系元素，特別是鈰。鈰典型地是氧化鈰(IV)或溶解的鈰物質(zhì)的形式，溶解的鈰物質(zhì)例如可為鈰(III)和/或(IV)鹽溶液。有價(jià)值產(chǎn)物可為任何金屬或準(zhǔn)金屬，其中過(guò)渡金屬、鋁、錫和鉛是典型的，且鈦、 鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、鉬族金屬、貴金屬和其混合物是甚至更典型的。在另一實(shí)施方案中，提供固相合成物，其包括(a)目標(biāo)材料；(b)氧；(c)水；和(d)稀土。結(jié)晶相的晶格結(jié)構(gòu)被認(rèn)為屬于三角(三方晶系)空間群。在砷作為目標(biāo)材料的情況下，合成物的化學(xué)式被認(rèn)為是REAsO4 · (H2O)x，其中 0 < X 彡 10 且 “ RE ” 是指稀土元素。所述合成物是基本上結(jié)晶的，其中砷、氧、稀土元素和水合水形成晶格。在另一實(shí)施方案中，方法包括以下步驟(a)提供包含目標(biāo)材料的物流；和(b)使包含目標(biāo)材料的物流與以下之一或兩者接觸(i)稀土鹽添加劑，所述稀土鹽添加劑包含+3氧化態(tài)的稀土和+3氧化態(tài)的非_稀土金屬；和(ii)非-稀土鹽添加劑，所述非_稀土鹽添加劑包含+3氧化態(tài)的非_稀土金屬且基本上不含稀土 ；和(c)在目標(biāo)材料與稀土添加劑和非_稀土鹽添加劑的至少一種之間形成沉淀。非-稀土金屬可為任何+3氧化態(tài)的非_稀土金屬，優(yōu)選過(guò)渡金屬、硼、鋁、鎵、銦、 鉈和鉍，且特別優(yōu)選過(guò)渡金屬和鋁。優(yōu)選的過(guò)渡金屬包括具有原子序數(shù)22-29、40-45、47、 72-77和79的元素。在一種配方中，第一鹽添加劑是雙金屬的基于鑭系元素的鹽溶液。在優(yōu)選的配方中，第一鹽添加劑包括+3氧化態(tài)的鈰和+3氧化態(tài)的鋁。在優(yōu)選的配方中，第二鹽添加劑包含+3氧化態(tài)的鋁。第一和第二鹽添加劑可提供除去選擇的目標(biāo)材料(特別是砷)所需的稀土量的顯著減少。在另一實(shí)施方案中，提供方法，其包括以下步驟(a)提供包含目標(biāo)材料的原料物流；(b)使原料物流與不溶的固定劑接觸形成負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑，所述不溶的固定劑包含釔、鈧和鑭系元素的至少一種，且負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑包含原料物流中的大部分目標(biāo)材料，由此在負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑中的目標(biāo)材料與不溶的固定劑形成合成物；(c)使負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑與洗提溶液接觸以使負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑中的大部分目標(biāo)材料溶解、溶液化或轉(zhuǎn)移以形成負(fù)載的洗提溶液和貧乏的(空白的，barren)不溶的固定劑；和(d)從負(fù)載的洗提溶液中除去至少大部分溶解的目標(biāo)材料。在一個(gè)方法配置中，使用第一和第二固定劑。在第一步驟中，原料包含具有目標(biāo)材料的第一濃度的帶有目標(biāo)材料的水溶液。使帶有目標(biāo)的水溶液與不溶的第一固定劑例如吸附劑或吸收劑接觸，以產(chǎn)生帶有目標(biāo)材料的第一固定劑。第一步驟從帶有目標(biāo)材料的水溶液中除去大部分(如果不是全部的話)目標(biāo)材料。在第二步驟中，使帶有目標(biāo)材料的第一固定劑與堿性洗提溶液(“隔離劑”)接觸，以產(chǎn)生具有目標(biāo)材料的第二濃度的中間的富含目標(biāo)材料的溶液。目標(biāo)材料的第二濃度可超過(guò)目標(biāo)材料的第一濃度。堿性洗提溶液可為或者可包括例如上述溶浸劑。通常，目標(biāo)材料的第二濃度是約等于(在第二步驟的工藝條件下)目標(biāo)材料的溶解度極限的濃度。更通常，目標(biāo)材料的第二濃度為約0. 1-約2，500g/L， 甚至更通常約0. 1-約l，000g/L，且甚至更通常約0.25g/L-約500g/L。最后，使能溶的或溶解的第二固定劑以足以使大部分(如果不是全部的話)目標(biāo)材料作為帶有目標(biāo)材料的固體沉淀的量與中間的富含目標(biāo)材料的溶液接觸。可以通過(guò)任何合適的固/液分離技術(shù)使帶有目標(biāo)材料的固體從中間溶液分離以產(chǎn)生用于處理的分離的固體和用于再循環(huán)到第二步驟的洗提溶液。不溶的第一固定劑通常為顆粒固體。第一固定劑優(yōu)選為不溶的稀土金屬化合物， 優(yōu)選包括不溶的稀土氧化物的不溶的稀土化合物，例如含水或無(wú)水的稀土氧化物、氟化物、 碳酸鹽、氟碳酸鹽、硅酸鹽等。特別優(yōu)選的第一固定劑是Ce02。第一固定劑在除去具有+3 或+5氧化態(tài)的砷中是特別有效的。能溶的第二固定劑典型地具有低于第一固定劑的氧化態(tài)的氧化態(tài)。優(yōu)選地，第二固定劑的氧化態(tài)是+3或+4的一種。能溶的固定劑優(yōu)選為能溶的稀土金屬化合物，并且更優(yōu)選包括包含鹽的稀土化合物，例如溴化物、硝酸鹽、亞磷酸鹽、氯化物、亞氯酸鹽、氯酸鹽、 硝酸鹽等。更優(yōu)選地，能溶的固定劑是稀土(III)氯化物。在一些實(shí)施方案中，目標(biāo)材料將以降低的氧化態(tài)存在且該狀況可為不希望的。在該情況下，可使氧化劑與溶液接觸以提高目標(biāo)材料氧化態(tài)。使用砷作為例子，在施加固定劑前亞砷酸根的存在可支持使用氧化劑。中間溶液可以包括剩余的有價(jià)值產(chǎn)物。有價(jià)值產(chǎn)物通常是任何感興趣的金屬，更通常包括過(guò)渡金屬的一種或多種且甚至更通常包括選自由銅、鎳、鈷、鉛、貴金屬和其混合物組成的金屬組的金屬。剩余的有價(jià)值產(chǎn)物的全部或部分可從中間溶液回收。在再一實(shí)施方案中，提供方法，其包括以下步驟(a)接收包含目標(biāo)材料的物流，所述包含目標(biāo)材料的物流包含干擾物，所述干擾物不利地影響目標(biāo)材料的稀土沉淀(例如削弱目標(biāo)材料的稀土沉淀的水平、限度和/或程度)；(b)從包含目標(biāo)材料的物流中除去至少大部分干擾物以形成包含至少大部分目標(biāo)材料的處理的物流；和(c)隨后使處理的物流與稀土固定劑接觸以使大部分目標(biāo)材料從處理溶液中沉淀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)干擾物特別是磷酸鹽、氟化物、碳酸鹽、硅酸鹽和釩酸鹽可容易地與稀土固定劑形成合成物或者另外地妨礙通過(guò)稀土固定劑的目標(biāo)材料除去，由此當(dāng)希望除去目標(biāo)材料例如砷時(shí)不必要地消耗固定劑。在固定劑與目標(biāo)材料接觸前除去競(jìng)爭(zhēng)的或另外地妨礙的氧陰離子干擾物可減少固定劑消耗。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，提供方法，其包括以下步驟(a)提供包含溶解的目標(biāo)材料和溶解的有價(jià)值產(chǎn)物的包含目標(biāo)材料的物流，所述目標(biāo)材料為氧陰離子的形式且有價(jià)值產(chǎn)物為過(guò)渡金屬、鋁、錫和鉛的至少一種并為不同于氧陰離子的形式；(b)使包含目標(biāo)材料的物流與稀土固定劑接觸以使至少大部分溶解的目標(biāo)材料沉淀作為包含目標(biāo)材料的沉淀，同時(shí)留下至少大部分有價(jià)值產(chǎn)物溶于處理的物流中；和(c)從處理的物流中分離至少大部分包含目標(biāo)材料的沉淀。取決于具體的配置，本發(fā)明可包括許多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的方法可根據(jù)需要除去可變量的目標(biāo)材料以符合應(yīng)用和工藝要求。例如，所述目標(biāo)材料除去方法可除去高濃度的目標(biāo)材料以產(chǎn)生具有不超過(guò)約500ppm、在一些情形中不超過(guò)約lOOppm、在另一些情形中不超過(guò)約50ppm、在還另一些情形中不超過(guò)約20ppb、且在還另一些情形中不超過(guò)約Ippb目標(biāo)材料的處理溶液。不溶的稀土/目標(biāo)材料產(chǎn)物可取得無(wú)危險(xiǎn)廢物的資格。所述目標(biāo)材料除去方法可為對(duì)PH相對(duì)不敏感的。公開(kāi)的方法可在寬范圍的pH水平以及在極高和極低的pH值下從溶液有效地固定目標(biāo)材料，特別是砷。與許多常規(guī)的目標(biāo)材料除去技術(shù)相反，該能力可消除當(dāng)除去目標(biāo)材料時(shí)將溶液的pH改變和/或保持在窄范圍內(nèi)的需要。而且，在由帶有砷的材料的補(bǔ)救產(chǎn)生水溶液的情況下，其增加靈活性，因?yàn)榭蛇M(jìn)行用于從帶有砷的材料中浸提砷的材料和方法的選擇，而無(wú)需顯著考慮所得的含砷溶液的pH。仍進(jìn)一步地，在從含砷溶液固定砷的同時(shí)調(diào)節(jié)和保持PH的需要的消除可提供顯著的成本優(yōu)勢(shì)。所述目標(biāo)材料除去方法也可為對(duì)于目標(biāo)材料濃度相對(duì)不敏感的。該方法可從含水物流除去相對(duì)低和高含量的目標(biāo)材料，特別是砷。該方法可為加強(qiáng)的通用方法。這些和其他優(yōu)點(diǎn)將從本文中包含的發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容明晰。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“一個(gè)(種)(a，an)，，實(shí)體是指一個(gè)(種)或多個(gè)(種)實(shí)體。因此，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)(種)(a或an) ”、“一種(個(gè))或多種(個(gè))”和“至少一種(個(gè))”可在本文中互換使用。還將注意術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”和“具有”可互換使用。如本文中使用的“吸收”是指一種物質(zhì)滲入另一種的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，與吸附不同。如本文中使用的“吸附”是指原子、離子、分子、多原子離子或者其他的氣體或液體物質(zhì)粘附在稱作吸附劑的另一物質(zhì)的表面上。用于吸附的吸引力可為例如離子力如共價(jià)力，或者靜電力如范德華和/或倫敦力。如本文中使用的“至少一種(個(gè))”、“一種(個(gè))或多種(個(gè))”和“和/或”是開(kāi)放式的表述，其在實(shí)施中既是連接性的又是分離性的。例如，表述“A、B和C的至少一種”、 “A、B或C的至少一種”、“A、B和C的一種或多種”、“A、B或C的一種或多種”和“A、B和/ 或C”各自是指單獨(dú)的A，單獨(dú)的B，單獨(dú)的C，A和B —起，A和C 一起，B和C 一起，或者A、 B禾口 C 一起。如本文中使用的“合成物”是指由一個(gè)或多個(gè)原子組成的一種或多種化學(xué)單元，例如分子、多原子離子、化合物、配位絡(luò)合物、配位化合物等。如將理解的，合成物可通過(guò)各種類型的鍵和/或力例如共價(jià)鍵、金屬鍵、配位鍵、離子鍵、氫鍵、靜電力(例如范德華力和倫敦力)等結(jié)合在一起。如本文中使用的“不溶的”是指在水中將是固體和/或保持為固體且能夠保留在設(shè)備例如塔中或者能夠容易地使用物理方式例如過(guò)濾由間歇反應(yīng)回收的材料。不溶的材料應(yīng)能夠幾個(gè)星期或幾個(gè)月長(zhǎng)期暴露于水，且質(zhì)量損失小(< 5% )。如本文中使用的“氧陰離子”或含氧陰離子是具有通式AxO/-的化合物(其中A表示不同于氧的化學(xué)元素且0表示氧原子)。在包含目標(biāo)材料的氧陰離子中，“A”表示金屬、 準(zhǔn)金屬和/或Se (其是非金屬)原子?；诮饘俚难蹶庪x子的例子包括鉻酸根、鎢酸根、鉬酸根、鋁酸根、鋯酸根等。基于準(zhǔn)金屬的氧陰離子的例子包括砷酸根、亞砷酸根、銻酸根、鍺酸根、硅酸根等。如本文中使用的“顆?！笔侵妇哂袕男∮?微米至大于100微米的尺寸的固體或微膠囊化的液體，在形狀上沒(méi)有限制。如本文中使用的“沉淀”不僅指以不溶物質(zhì)的形式除去包含目標(biāo)材料的離子，而且指包含污染物的離子固定在不溶的顆粒上或中。例如，“沉淀”包括例如吸附和吸收的過(guò)程。如本文中使用的“稀土”是指釔、鈧、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥的一種或多種。如將理解的，鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥稱知為鑭系元素。如本文中使用的“能溶的”是指容易地溶于水的材料。為了本發(fā)明的目的，預(yù)期能溶的化合物的溶解將必須在幾分鐘而不是幾天的時(shí)間規(guī)模上發(fā)生。對(duì)于被認(rèn)為是能溶的化合物，必須的是其具有顯著高的溶度積，使得5g/L以上的化合物在溶液中是穩(wěn)定的。如本文中使用的“吸”是指吸附和/或吸收。前述是本發(fā)明的簡(jiǎn)化概要，以提供本發(fā)明的一些方面的理解。該概要既不是本發(fā)明和其各種實(shí)施方案的廣泛的綜述也不是其詳盡的綜述。其既不意在確定本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素也不意在描述本發(fā)明的范圍，而是以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)所選擇的本發(fā)明的概念作為對(duì)下面示出的更詳細(xì)描述的介紹。如將理解的，單獨(dú)或者組合使用上述或者下面詳細(xì)描述的特征的一個(gè)或多個(gè)，本發(fā)明的其他實(shí)施方案是可能的。


引入附圖并且附圖形成說(shuō)明書的一部分以解釋本發(fā)明的若干例子。這些附圖與說(shuō)明書一起解釋本發(fā)明的原理。附圖簡(jiǎn)單地說(shuō)明本發(fā)明可如何進(jìn)行和使用的優(yōu)選的和替換的例子，且不解釋為將發(fā)明僅限于所說(shuō)明和描述的例子。另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的更詳細(xì)的本發(fā)明的各種實(shí)施方案的描述變得明晰， 如以下參考的附圖所述的。圖IA和B描述根據(jù)第一實(shí)施方案的工藝流程圖；圖2描述根據(jù)第二實(shí)施方案的工藝流程圖；圖3是負(fù)載容量(mg/g)(豎軸)相對(duì)于砷濃度(g/L)(橫軸)的圖；圖4是最終砷濃度(mg/L)(豎軸)相對(duì)于鈰砷的摩爾比(橫軸)的圖；圖5是最終砷濃度(mg/L)(豎軸)相對(duì)于鈰砷的摩爾比(橫軸)的圖；圖6是當(dāng)將Ce (III)或Ce (IV)溶液加入硫化物-亞砷酸鹽溶液和硫酸鹽_砷酸鹽溶液時(shí)形成的沉淀的一系列XRD圖7是多價(jià)螯合的(隔離的，sequestered)砷(微摩爾)(豎軸)和加入的鈰(微摩爾)(橫軸)的圖；圖8是展示砷鈰鈰石(gasparite，CeAsO4)與新型三角相CeAsO4 · (H2O)x之間的結(jié)構(gòu)差異的一系列XRD圖；圖9是殘余砷濃度(mg/L)(豎軸)相對(duì)于摩爾比Ce/As (橫軸)的圖；和圖10是負(fù)載容量(As mg Ce02g)(豎軸)相對(duì)于摩爾比(Ce/As)(橫軸)的圖；圖11是殘余砷濃度(mg/L)(豎軸)相對(duì)于摩爾比(橫軸)的圖；和圖12是展示三角CeAsO4 · (H2O) x(實(shí)驗(yàn))、CeAsO4 · (H2O) x(模擬)與三角 BiPO4 · (H2O)a67(模擬)之間的結(jié)構(gòu)差異的一系列XRD圖。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)方面中，本發(fā)明使用不溶或能溶的固定劑或者兩者以從水溶液中除去選擇的目標(biāo)材料。所述固定劑，無(wú)論是能溶的還是不溶的，優(yōu)選包括稀土。已被描述為除去砷的這樣的材料的具體例子包括鑭(III)化合物、能溶的鑭金屬鹽、氧化鑭、二氧化鈰和能溶的鈰鹽。所除去的具體目標(biāo)材料取決于所述固定劑在含水方法中是不溶的還是能溶的，特別在標(biāo)準(zhǔn)條件(例如標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力“STP”)下。不希望受任何理論束縛，認(rèn)為使用砷和鈰作為例子，當(dāng)復(fù)雜的多原子單元的部分具有優(yōu)選+3或更高的氧化態(tài)且甚至更優(yōu)選+3至 +5的氧化態(tài)時(shí)，不溶的鈰固定劑有效地除去砷，而當(dāng)復(fù)雜的多原子單元的部分具有+5的氧化態(tài)時(shí)，能溶的鈰固定劑有效地除去砷。如本文中使用的“目標(biāo)材料”優(yōu)選不僅包括砷， 而且包括具有選自 5、9、13、14、22-25、31、32、34、35、40-42、44、45、49-53、72-75、77、78、80、 81、82、83、85、92、94、95 和 96，且甚至更優(yōu)選選自 5、13、14、22_25、31、32、33、34、40_42、44、 45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95和96的原子序數(shù)的元素。這些原子序數(shù)包括以下元素砷、鋁、砹、溴、硼、氟、碘、硅、鈦、釩、鉻、錳、鎵、鉈、鍺、硒、汞、鋯、鈮、鉬、釕、銠、 銦、錫、銻、碲、鉿、鉭、鎢、錸、銥、鉬、鉛、鈾、钚、镅、鋦和鉍。具有原子序數(shù)92的鈾是具有放射性同位素的目標(biāo)材料的例子。受到通過(guò)不溶的固定劑除去和穩(wěn)定化的作用的目標(biāo)材料的例子沒(méi)有限制地包括絡(luò)陰離子形式的目標(biāo)材料，例如金屬、準(zhǔn)金屬和硒的氧陰離子。在一種配置中，固定劑與包含一種或多種含目標(biāo)材料的氧陰離子的水溶液反應(yīng)以形成精制的含水物流。在標(biāo)準(zhǔn)條件(例如STP)下，固定劑可為能溶的或可在水溶液中。在一些情形中，固定劑可包括多種固定劑的混合物，所述混合物包含多種能溶的或不溶的固定劑。固定劑與含水原料中的含目標(biāo)材料的氧陰離子、氧陰離子放射性同位素、或者其他毒性元素的一種或多種反應(yīng)以形成具有固定劑的不溶物質(zhì)。不溶物質(zhì)例如通過(guò)沉淀固定，由此得到處理的且基本精制的含水物流。盡管本公開(kāi)內(nèi)容主要對(duì)于砷和含砷的物質(zhì)例如砷酸根和亞砷酸根氧陰離子論述， 但將理解本公開(kāi)內(nèi)容的教導(dǎo)同樣適用于其他含砷的化合物以及上面列出的非-砷元素和化合物。參考圖IA中的第一實(shí)施方案，含目標(biāo)材料的固體100包括一種或多種目標(biāo)材料和任選的有價(jià)值產(chǎn)物(其本身可落入目標(biāo)材料的定義內(nèi))，例如過(guò)渡金屬(例如鎳、鈷、銅、貴金屬(例如金和銀)和/或鉬族金屬(例如釕、銠、鈀、鋨、銥和鉬、鋁、錫和鉛)。目標(biāo)材料和有價(jià)值產(chǎn)物可作為元素或化合物存在。固體100的例子包括來(lái)自工業(yè)例如采礦；金屬精煉；煉鋼；玻璃制造；金屬加工處理和/或制造；化學(xué)和石化生產(chǎn)、處理和制造；以及污染的土壤、廢水污泥和工藝物流補(bǔ)救等的產(chǎn)物、副產(chǎn)物和廢料。帶有目標(biāo)材料的固體100的具體例子包括礦石、尾礦或礦渣、濃縮物、煅燒礦、爐渣和不純金屬、以及廢催化劑。在一種應(yīng)用中，含目標(biāo)材料的固體100得自包含以下的電解質(zhì)、洗提溶液或浸出溶液濃度約5mg/L-約1，000g/L鎳的溶解的鎳、濃度約5mg/L_約1，000g/L的氯、濃度約 5mg/L-約5，000g/L的硫酸根、濃度約1_約1，500mg/L的砷(III)、濃度約5-約5，OOOmg/ L的鈷、濃度約0. 1-約1，500mg/L的銅、濃度約1_約1，500mg/L的鈉、和濃度約10mg/L-約 1，500g/L的鉛。含目標(biāo)材料的固體100通過(guò)使還原劑、優(yōu)選H2S接觸例如噴射穿過(guò)溶液而得到。所得的含目標(biāo)材料的固體100典型地包括約1-約10重量％ As2S3、約25-約75重量％ CuS、約0. 1-約2. 5重量％鉛、和約1-約25重量％ NiS0在步驟104中，含目標(biāo)材料的固體100與含水溶浸劑接觸以溶解目標(biāo)材料(和任選的有價(jià)值產(chǎn)物)并形成含目標(biāo)材料的物流108。含水溶浸劑可為能夠從含目標(biāo)材料的固體100溶解至少大部分目標(biāo)材料的任何酸性(例如pH小于約pH 7)或堿性(例如pH超過(guò)約PH 7)的浸出溶液。溶浸劑的例子包括無(wú)機(jī)鹽(例如堿和堿土金屬磷酸鹽、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽和氯酸鹽)，無(wú)機(jī)酸(例如礦物酸例如硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸)，有機(jī)鹽(例如檸檬酸鹽和乙酸鹽)，有機(jī)酸(例如檸檬酸和乙酸)，和堿性試劑(例如氫氧化物、氰化物、硫代硫酸鹽和硫脲)。優(yōu)選地，溶浸劑是堿，例如碳酸鹽(XCO3)、碳酸氫鹽(XHCO3)、氫氧化物 (Χ0Η)、和其他金屬氧化物以及具有非鍵合的電子對(duì)的氧、氮和硫的化合物。X通常是堿或堿土金屬。更優(yōu)選地，堿性的溶液包括少于約25重量％，甚至更優(yōu)選少于約20重量％，且甚至更優(yōu)選約1-約15重量％的量的溶浸劑，其中優(yōu)選約5重量％。當(dāng)目標(biāo)材料是砷時(shí)，含水溶浸劑選擇性地溶解大部分砷，同時(shí)將大部分有價(jià)值產(chǎn)物留在固體材料中。盡管不希望受任何理論束縛，但認(rèn)為苛性的溶浸劑與銅轉(zhuǎn)移(移位變化，metastasize)以形成能溶的砷化合物。當(dāng)含水溶浸劑是碳酸鹽并且與上述的含目標(biāo)材料的固體100接觸時(shí)，含砷的含水溶浸劑通常包括約15-約25g/L Na2CO3、1-約30g/L砷(III)、約1-約10g/L硫(例如作為硫化物、硫酸鹽和/或亞硫酸鹽)、不超過(guò)約5g/L氯、不超過(guò)約10mg/L鎳、和不超過(guò)約5mg/ L銅。所得溶液的PH典型地約為pH 9或更高，且甚至更典型地約pH 9-約pH 12。含目標(biāo)材料的物流108通過(guò)任何公知的液/固分離技術(shù)與目標(biāo)材料貧化的固體分離。固/液分離通常通過(guò)許多技術(shù)進(jìn)行，包括過(guò)濾、水力旋流、篩分、離心分離和重力分離技術(shù)，例如通過(guò)逆流傾析和沉降。含目標(biāo)材料的物流108典型地包含約0. lg/L至在所述物流的條件下所述材料在物流中的溶解度極限的濃度的溶解或以其它方式溶液化的目標(biāo)材料。更典型地，含目標(biāo)材料的物流的濃度為約0. lg/L-約l，000g/L，甚至更典型地目標(biāo)材料的濃度為約0. 1-約 500g/L，且甚至更典型地目標(biāo)材料的濃度為約0. lg/L-約100g/L。任選的步驟112將大部分且甚至更優(yōu)選約75%或更多的目標(biāo)材料或者引入目標(biāo)材料的合成物的電荷調(diào)節(jié)至選擇的電荷。例如，當(dāng)目標(biāo)材料是砷時(shí)，優(yōu)選的氧化態(tài)可為+5， 因?yàn)槟苋艿墓潭▌┎豢膳c處于其他砷氧化態(tài)、特別是-3 (砷化物)和+3 (亞砷酸鹽)的砷形成沉淀。氧化態(tài)可以通過(guò)任何合適的氧化和/或還原技術(shù)和/或使用任何合適的氧化劑和/或還原劑調(diào)節(jié)。優(yōu)選氧化劑的非限定例子是含分子氧的氣體。通常將含分子氧的氣體噴射通過(guò)含目標(biāo)材料的物流。盡管沒(méi)有示出，但含目標(biāo)材料的物流中目標(biāo)材料的濃度可通過(guò)合適的技術(shù)例如通過(guò)除水而增加。水可例如通過(guò)蒸發(fā)、蒸餾和/或過(guò)濾技術(shù)(例如膜過(guò)濾)除去。其他技術(shù)包括目標(biāo)材料的沉淀和再溶解、吸收或吸附隨后洗提、離子交換隨后洗提等。在一種應(yīng)用中，大部分干擾物(其干擾目標(biāo)材料的除去)，特別是氟化物、磷酸鹽、 碳酸鹽、硅酸鹽和釩氧化物，通過(guò)合適的技術(shù)例如離子交換、膜過(guò)濾、沉淀、絡(luò)合劑等從含目標(biāo)材料的物流除去。干擾物可與其他目標(biāo)材料特別是砷競(jìng)爭(zhēng)可用的固定劑，由此增加固定劑消耗和/或降低目標(biāo)材料除去的水平。在該應(yīng)用中，干擾物的濃度保持優(yōu)選在不超過(guò)約 300ppm/干擾物質(zhì)且甚至更優(yōu)選不超過(guò)約IOppm/干擾物質(zhì)的濃度。在步驟116中，含目標(biāo)材料的物流100與能溶的固定劑接觸形成包含含目標(biāo)材料的沉淀128的含沉淀的溶液120。優(yōu)選地，大部分且甚至更優(yōu)選75%或更多的目標(biāo)材料或者引入目標(biāo)材料的合成物與能溶的固定劑形成含目標(biāo)材料的沉淀128。能溶的固定劑優(yōu)選為鈧、釔和鑭系元素的一種或多種且為能溶于水和/或含水溶浸劑的形式。當(dāng)能溶的固定劑包括鈰時(shí)，其典型地具有+4或更小的氧化態(tài)。固定劑可沒(méi)有限制地為能溶的鹽例如鈧、 釔或鑭系元素的溴化物、硝酸鹽、亞磷酸鹽、氯化物、亞氯酸鹽、氯酸鹽等，優(yōu)選鈰(III)和鈰(IV)的氯化物。不希望受任何理論束縛，認(rèn)為鈰(IV)的能溶形式可形成納米結(jié)晶二氧化鈰，其然后吸目標(biāo)材料或者引入目標(biāo)材料的合成物。能溶的固定劑通常作為單獨(dú)的水溶液加入含目標(biāo)材料的物流，優(yōu)選以產(chǎn)生小于約8 1且更優(yōu)選約0.5 1-約5 1的溶液中固定劑/目標(biāo)材料的平均摩爾比的量。在步驟116期間，含目標(biāo)材料的物流的pH優(yōu)選為約pH 4_約pH 9，且甚至更優(yōu)選約pH 5.5-約？!1 8。在一些情形中，在步驟116之前可需要pH調(diào)節(jié)。當(dāng)pH太高或太低時(shí)， 可導(dǎo)致能溶的固定劑(下面論述的)從溶液沉淀(例如當(dāng)PH太高時(shí)，固定劑可作為碳酸鹽或氫氧化物從溶液沉淀，和當(dāng)PH太低時(shí)，固定劑可作為硫酸鹽從溶液沉淀)。可將螯合劑加入能溶的固定劑水溶液以增加固定劑在水溶液中的溶解度。典型的螯合劑是包含至少兩個(gè)能與金屬原子和/或離子結(jié)合的非金屬實(shí)體的化合物。不希望受任何理論束縛，螯合劑通過(guò)與金屬離子產(chǎn)生若干化學(xué)鍵起作用。示例性的螯合劑包括乙二胺四乙酸(EDTA)、二巰基丙醇(BAL)、二巰基琥珀酸(DMSA) ,2,3- 二巰基-1-丙磺酸(DMPS)、 和α硫辛酸(ALA)、氨基苯氧基乙烷-四乙酸(BAPTA)、地拉羅司(deferasirox)、去鐵酮、 去鐵敏(deferoxamine)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、二巰基丙磺酸鹽(DMPS)、二巰基琥珀酸(DMSA)、乙二胺四乙酸(鈣二鈉versante) (CaNa2-EDTA)、乙二醇四乙酸(EGTA)、D-青霉胺、甲烷磺酸、甲烷膦酸、和其混合物。能溶的固定劑可進(jìn)一步包括有機(jī)或無(wú)機(jī)添加劑。優(yōu)選地，添加劑是絮凝劑、凝結(jié)劑和增稠劑的一種或多種，以引起沉淀固體的絮凝、沉降和/或形成。這樣的添加劑的例子包括石灰、明礬、氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、鋁酸鈉、聚氯化鋁、三氯化鋁、聚電解質(zhì)、 聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等。在一種方法配置中，除了目標(biāo)材料外，含目標(biāo)材料的物流還包括作為離解或溶解的陽(yáng)離子的溶解的有價(jià)值產(chǎn)物。換句話說(shuō)，在所述物流的條件下溶解的有價(jià)值產(chǎn)物不為氧陰離子的形式，而是作為帶正電的金屬離子出現(xiàn)。當(dāng)加入能溶的固定劑時(shí)，大多數(shù)目標(biāo)材料沉淀，同時(shí)大部分有價(jià)值產(chǎn)物保持溶解在含沉淀的溶液中。在步驟124中，將所得漿料中至少大部分的含目標(biāo)材料的沉淀從含水溶浸劑(其可再循環(huán)到步驟104)分離以形成分離的含目標(biāo)材料的沉淀128 (其包括大部分目標(biāo)材料) 和處理的物流140 (其包括大部分溶浸劑)。在步驟124后，處理的物流140典型地包含不超過(guò)約500ppm且甚至更典型地不超過(guò)約50ppm的溶解的目標(biāo)材料。通過(guò)將鹽例如礦物酸鹽(例如NaCl)或鹵化物(例如堿金屬或堿土金屬氟化物)、 或者選擇的氧陰離子例如磷酸根或硫酸根加入含水溶浸劑中，可除去溶于含水溶浸劑中的殘余能溶的固定劑?；蛘?，可例如通過(guò)以氧氣噴射將能溶的稀土氧化至更高氧化態(tài)，任選地隨后進(jìn)行PH調(diào)節(jié)至更高的pH，以使稀土作為不溶化合物例如稀土氧化物沉淀。在另一技術(shù)中，將含水溶浸劑的PH升高至優(yōu)選至少約pH 7的pH且甚至更優(yōu)選至少約pH 10的pH，以沉淀出殘余的能溶的固定劑。過(guò)量的能溶的固定劑的除去可在步驟124之前或之后進(jìn)行。分離的含目標(biāo)材料的沉淀128在步驟132中脫水以形成脫水的沉淀136。優(yōu)選地， 在足以除去分離的含目標(biāo)材料的沉淀128中包含的水的至少約50%且甚至更優(yōu)選至少約 75%的時(shí)間和溫度下進(jìn)行脫水。典型地，分離的含目標(biāo)材料的沉淀128在約0-約250°C的溫度下脫水約0. 1-約24小時(shí)的時(shí)間，甚至更優(yōu)選在約100°C下約8小時(shí)。脫水的沉淀136 典型地為具有高的堆密度和在含水溶浸劑中低的溶解度的低表面積凝聚物。當(dāng)砷(V)是目標(biāo)材料和鈰(III)是能溶的固定劑時(shí)，認(rèn)為沉淀主要是砷鈰鈰石(砷酸鈰)。典型地，脫水的材料包括至少約5重量％，甚至更優(yōu)選至少約10重量％，且甚至更優(yōu)選至少約20重量％ 的目標(biāo)材料。脫水的沉淀136包含優(yōu)選至少大部分且甚至更優(yōu)選至少約85%的在含目標(biāo)材料的物流108中溶解的目標(biāo)材料，而處理的物流140典型地包含不超過(guò)約25%的在含目標(biāo)材料的物流108中溶解的目標(biāo)材料。在一種配置中，使用在相對(duì)快的速度下加入的濃縮且酸性的稀土鹽溶液進(jìn)行步驟 116，以產(chǎn)生沉淀，其對(duì)于給定量的稀土多價(jià)螯合比基于理論的“最好情況”計(jì)算(其是對(duì)于 1 1的稀土 砷的摩爾比)預(yù)期的更多的砷。鹽溶液中優(yōu)選的稀土鹽濃度為優(yōu)選至少約 50g/L，甚至更優(yōu)選約100-約400g/L，且甚至更優(yōu)選約300-約400g/L。鹽溶液的優(yōu)選pH 不超過(guò)約PH 2且甚至更優(yōu)選不超過(guò)約pH 0。特別優(yōu)選的配方包括包含氯和/或硝酸根反荷離子的+3和/或+4氧化態(tài)的鈰的溶液。所得的沉淀具有低密度且是凝膠狀的。沉淀基本不含任何砷和稀土固體的結(jié)晶相。對(duì)于凝膠中每一摩爾稀土(例如鈰(III)或(IV))，典型地有多于1摩爾砷，更典型地至少約1. 1摩爾砷，且甚至更典型地至少約1. 25摩爾砷。在另一配置中，產(chǎn)生新的稀土-目標(biāo)材料沉淀。在一種方法中，稀土是+3氧化態(tài)的鈰，且目標(biāo)材料是+5氧化態(tài)的砷。優(yōu)選地，鈰為氯化鈰(CeCl3)和/或硝酸鈰(Ce(NO3)3)的形式。含目標(biāo)材料的物流108通常具有酸性pH且甚至更通常地不超過(guò)約pH 5的pH。在加入含稀土的能溶的固定劑之后或同時(shí)，將含目標(biāo)材料的物流108的pH升高至第二 pH、優(yōu)選至少約PH 6且甚至更優(yōu)選約pH 6-約pH 10的第二 pH。含目標(biāo)材料的物流108的pH用強(qiáng)堿例如堿金屬氫氧化物以及氨、酰胺和伯、仲、叔或季胺的I族鹽升高，更優(yōu)選堿金屬氫氧化物， 且甚至更優(yōu)選堿金屬氫氧化物。沉淀具有不同于砷鈰鈰石的晶體結(jié)構(gòu)。砷鈰鈰石(CeAsO4) 具有擁有獨(dú)居石型結(jié)構(gòu)的單斜空間群。盡管不希望受任何理論束縛，但認(rèn)為沉淀的晶體結(jié)構(gòu)屬于三角空間群，例如具有空間群P3i21的表觀結(jié)構(gòu)類似的化合物BiPO4(H2O)a67的空間群。三角水合BiPO4的PDF卡號(hào)為01-080-0208。進(jìn)一步認(rèn)為沉淀的式子為REAsO4 · (H2O)x，其中0<X< 10且“RE”為稀土元素。水分子被認(rèn)為占據(jù)晶格位置，或者被認(rèn)為填充在結(jié)晶結(jié)構(gòu)中。在另一配置中，將能溶的固定劑與其他砷去除劑合并以形成混合鹽添加劑。例如， 將能溶的固定劑與一種或多種具有+3氧化態(tài)的非-稀土、特別是過(guò)渡金屬或者來(lái)自元素周期表13族的金屬合并，優(yōu)選+3氧化態(tài)的鋁或鐵。優(yōu)選地，能溶的固定劑是+3氧化態(tài)的稀土金屬，且能溶的固定劑和非-稀土金屬各自為水可離解的鹽的形式。例如，通過(guò)將氯化鈰 (III)與氯化鋁(III)混合形成復(fù)鹽混合物。在另一例子中，通過(guò)將氯化鑭(III)與氯化鋁(III)混合形成復(fù)鹽混合物。在另一例子中，通過(guò)將氯化鑭(III)與氯化鐵(III)混合形成復(fù)鹽混合物。在優(yōu)選配方中，對(duì)于每一摩爾稀土能溶的固定劑，存在至少1摩爾非-稀土。在更優(yōu)選的配方中，對(duì)于每一摩爾稀土能溶的固定劑，存在至少3摩爾非-稀土。在甚至更優(yōu)選的配方中，對(duì)于每一摩爾具有+3氧化態(tài)的稀土能溶的固定劑，存在至少1摩爾具有+3氧化態(tài)的非_稀土。在還甚至更優(yōu)選的配方中，對(duì)于每一摩爾具有+3氧化態(tài)的稀土能溶的固定劑，存在至少3摩爾具有+3氧化態(tài)的非-稀土。混合鹽添加劑和含目標(biāo)材料的物流108的接觸條件取決于應(yīng)用?；旌消}添加劑可具有任何PH ；即，混合鹽可具有酸性、中性或堿性pH。優(yōu)選地，混合鹽添加劑具有比含目標(biāo)材料的物流IOSpH小的pH，即更酸性。更優(yōu)選地，混合鹽添加劑具有酸性pH，特別是當(dāng)含目標(biāo)材料的物流108的pH為堿性時(shí)。使混合鹽添加劑(其典型地是雙金屬的基于鑭系元素的鹽溶液)與含目標(biāo)材料的物流108在標(biāo)準(zhǔn)或更高溫度下接觸。在混合鹽加入之前和之后，含目標(biāo)材料的物流108的pH可為約pH 0-約pH 14。更優(yōu)選地，混合溶液的pH為約pH 8.5-約？!1 13.5?；旌消}溶液可與含目標(biāo)材料的物流在寬的溫度范圍、優(yōu)選從大約物流的凝固點(diǎn)到大約含目標(biāo)材料的物流的沸點(diǎn)下接觸。雙金屬的基于鑭系元素的鹽和含目標(biāo)材料的物流108接觸產(chǎn)生沉淀。當(dāng)目標(biāo)材料是砷時(shí)，例如，當(dāng)混合鹽添加劑包含稀土( “RE”)和鋁(III)時(shí)，沉淀被認(rèn)為是砷磷鋁鈰石-(RE) [(RE) Al3 (AsO4)2 (OH)6],和當(dāng)混合鹽添加劑包含稀土和鐵(III)時(shí)，沉淀被認(rèn)為是 graulichite- (RE) [ (RE) Fe3 (AsO4) 2 (OH) 6].含沉淀的溶液120的分離的液相(下文中處理的物流140)保留大部分(如果不是全部的話)溶解的硫化物，而含目標(biāo)材料的流128包含大部分(如果不是全部的話)目標(biāo)材料、稀土和混合鹽添加劑中包含的非_稀土。如可從上述礦物式中看出的，稀土與砷的摩爾比為至少約1 2，這表示相對(duì)于上述其中稀土砷酸鹽[REAsO4]沉淀的配置的稀土消耗的顯著減少。在另一配置中，能溶的固定劑是不包括或者基本不含稀土金屬的非-稀土鹽添加劑。例如，非_稀土特別地為過(guò)渡金屬或者來(lái)自元素周期表13族的金屬，優(yōu)選+3氧化態(tài)的鋁。優(yōu)選地，能溶的固定劑為在標(biāo)準(zhǔn)條件(例如STP)下在水中基本上離解的(+3氧化態(tài)的)非-稀土的形式?；旌消}添加劑和含目標(biāo)材料的物流108的接觸條件不是決定性的。盡管鹽添加劑溶液的PH可為酸性或堿性，但優(yōu)選的pH為酸性，特別是當(dāng)含目標(biāo)材料的物流108的pH為堿性時(shí)。鹽添加劑溶液與含目標(biāo)材料的物流108在標(biāo)準(zhǔn)(例如STP)或更高溫度下接觸。在鹽加入之前和之后，含目標(biāo)材料的物流108的pH可為約pH 0-約pH 14。更優(yōu)選地，混合溶液的PH為約pH 8.5-約？!1 13.5?；旌消}溶液可在寬的溫度范圍、優(yōu)選從含目標(biāo)材料的流的大約凝固點(diǎn)到大約沸點(diǎn)下加入含目標(biāo)材料的物流。由鹽添加劑溶液與含目標(biāo)材料的物流108接觸形成沉淀。當(dāng)目標(biāo)材料是砷時(shí)，當(dāng)混合鹽添加劑包含鋁(III)時(shí)沉淀被認(rèn)為是alarsite [AlAsO4]或砷鋁石[AlAsO4 ·H2O]，和當(dāng)混合鹽添加劑包含鐵(III)時(shí)沉淀被認(rèn)為是臭蔥石[FeAsO4]。含沉淀的溶液120的分離的液相(或處理的物流140)保留大部分(如果不是全部的話)溶解的硫化物，而大部分(如果不是全部的話)目標(biāo)材料和+3氧化態(tài)的非_稀土金屬包含在含目標(biāo)材料的沉淀128中。在上述的一種方法配置中，含目標(biāo)材料的物流包括不同于氧陰離子形式的溶解的有價(jià)值產(chǎn)物。所述物流經(jīng)歷步驟112(任選的)、120、124和128以形成處理的溶液和含目標(biāo)材料的沉淀。至少大部分(如果不是全部的話)溶解的有價(jià)值產(chǎn)物保留在溶液中以通過(guò)任何合適的技術(shù)回收。盡管不希望受任何理論束縛，但認(rèn)為能溶的和不溶的稀土固定劑通常不將金屬和準(zhǔn)金屬離解的陽(yáng)離子從溶液除去。這可允許金屬和準(zhǔn)金屬氧陰離子選擇性地從包含金屬和準(zhǔn)金屬氧陰離子和離解的陽(yáng)離子的溶液除去?，F(xiàn)在將參考圖2論述第二實(shí)施方案。提供含目標(biāo)材料的物流200。含目標(biāo)材料的物流200可為物流108或者來(lái)自工業(yè)例如采礦；金屬精煉；煉鋼；玻璃制造；金屬制造、加工和/或處理；化學(xué)和石化生產(chǎn)、處理和制造的任何其它工藝物流、副產(chǎn)物和廢物流；由處理和/或補(bǔ)救污染的土壤、廢水淤泥產(chǎn)生的物流等。帶有目標(biāo)材料的物流的具體例子包括充滿的或者貧乏的浸出溶液和/或其他流出物物流、例如污染的水。盡管本文公開(kāi)內(nèi)容的部分是指從尾礦和來(lái)自濕法冶金操作的殘?jiān)谐ド?，但這樣的提及是說(shuō)明性的且不應(yīng)該解釋為限制性的。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的，所述教導(dǎo)適用于其他目標(biāo)材料。物流200中的目標(biāo)材料濃度典型地與含目標(biāo)材料的物流108中的目標(biāo)材料濃度相同。例如，砷可以超過(guò)約20ppb砷且甚至超過(guò)1，OOOppb砷的濃度存在。物流200可包括以本公開(kāi)內(nèi)容中別處說(shuō)明的濃度的其他溶解的組分例如硫化物和/或硫酸鹽。取決于應(yīng)用， 物流200的pH可為酸性、中性或堿性。物流200也可包括溶解的固體，通常的總?cè)芙夤腆w (“TDS”)水平為至少約5g/L，更通常至少約20g/L，且甚至更通常至少約100g/L。在步驟204中，物流200與不溶的固定劑接觸以形成負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑212和處理的物流208。優(yōu)選大部分且甚至更優(yōu)選約75%或更多的目標(biāo)材料負(fù)載在不溶的固定劑上。目標(biāo)材料與不溶的固定劑形成合成物。不溶的固定劑對(duì)具體目標(biāo)材料的親合力被認(rèn)為是PH和/或目標(biāo)材料濃度的函數(shù)。不溶的固定劑通常作為顆粒用于固定床或流化床中，且在一些配置中，不溶的固定劑對(duì)于在攪拌釜反應(yīng)器中的使用可為期望的。在一種配置中，不溶的固定劑包含在一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)排列的塔中。在一種配置中，不溶的固定劑包括絮凝劑和/或分散劑例如上述的那些，以保持在床中基本均勻的顆粒分布。對(duì)于一些不溶的固定劑，氧化步驟112可放在步驟204之前以氧化目標(biāo)材料為了更好的目標(biāo)材料去除效率和/或目標(biāo)材料對(duì)不溶的固定劑的親合力。不溶的固定劑優(yōu)選為稀土且為基本不溶于水的形式。不溶的固定劑可為例如含水或無(wú)水的稀土氧化物，鈧、釔或鑭系元素的氟化物、碳酸鹽、氟碳酸鹽或硅酸鹽，優(yōu)選鈰的氧化物，且甚至更優(yōu)選氧化鈰(IV)。不溶的固定劑優(yōu)選為具有約25m2/g-約500m2/g、更優(yōu)選約70m2/g-約400m2/g且甚至更優(yōu)選約90m2/g-約300m2/g的平均表面積的細(xì)碎固體。
不溶的固定劑可與其他組分共混或者包括其他組分，例如離子交換材料(例如合成離子交換樹(shù)脂)，多孔碳例如活性炭，金屬氧化物(例如氧化鋁、二氧化硅、二氧化硅_氧化鋁、Y “氧化鋁、活性氧化鋁、酸化氧化鋁和二氧化鈦)，包含不穩(wěn)定金屬陰離子的金屬氧化物(例如氧氯化鋁)，非-氧化物耐火材料(例如氮化鈦、氮化硅和碳化硅)，硅藻土，莫來(lái)石，多孔聚合物材料，結(jié)晶鋁硅酸鹽例如沸石(合成或天然存在的)，無(wú)定形二氧化硅-氧化鋁，礦物和粘土(例如膨潤(rùn)土、蒙脫石、高嶺土、白云石、蒙脫土和它們的衍生物)，離子交換樹(shù)脂，多孔陶瓷金屬硅酸鹽材料和礦物(例如磷酸鹽和氧化物類的一種)，鐵鹽，和纖維材料(包括合成的(例如，沒(méi)有限制地，聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯，和其組合)和天然的(例如，沒(méi)有限制地，基于植物的纖維、基于動(dòng)物的纖維、基于無(wú)機(jī)的纖維、纖維素、棉、 紙、玻璃和其組合)。不溶的固定劑可得自稀土金屬鹽的沉淀或者得自例如稀土金屬碳酸鹽或草酸鹽在優(yōu)選約100-約700°C且甚至更優(yōu)選約180-約350°C的溫度下在爐中在氧化劑例如空氣存在下的熱分解。不溶的固定劑的形成進(jìn)一步論述于2007年10月31日提交的共同待審的美國(guó)序列號(hào)11/932，837中，其在此引入作為參考。盡管優(yōu)選的不溶固定劑包括稀土化合物，但可使用其他固定劑?？墒褂迷谕ㄟ^(guò)沉淀離子交換或者一些其他機(jī)理固定溶液中的目標(biāo)材料上有效的任何固定劑，無(wú)論是固體、 液體、氣體還是凝膠。其他固定劑的例子包括至少上述的那些。在一種配置中，不溶的固定劑是具有至少約lm2/g平均表面積的聚集顆粒。取決于應(yīng)用，可期望更高的表面積。例如，聚集顆?？删哂兄辽偌s5m2/g;在另外的情形中超過(guò)約 10m2/g;且在還另外的情形中超過(guò)約25m2/g的表面積。在期望更高表面積的情況下，顆粒可具有超過(guò)約70m2/g ；在另外的情形中超過(guò)約85m2/g ；在還另外的情形中超過(guò)約115m2/g ；且在還另外的情形中超過(guò)約160m2/g的表面積。聚集顆粒可包括聚合物粘合劑例如熱固性聚合物、熱塑性聚合物、彈性體聚合物、纖維素聚合物和玻璃，以進(jìn)行將不溶的固定劑組分粘結(jié)、固定和/或吸引到具有所需尺寸、結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度和流體性能的一種或多種的顆粒中的至少一種。不溶的固定劑可包括一種或多種流動(dòng)助劑，具有或不具有粘合劑。流動(dòng)助劑可改善流體在不溶的固定劑上和/或通過(guò)不溶的固定劑的流體動(dòng)力學(xué)以防止?jié){料組分的分離、 防止細(xì)料的沉降和在一些情形中將固定劑和其他組分保持在原位。應(yīng)該控制工藝200操作條件。例如當(dāng)砷是目標(biāo)材料時(shí)，在合適的工藝條件下不溶的固定劑選擇性地除去至少大部分砷同時(shí)將至少大部分有價(jià)值產(chǎn)物作為溶解的(陽(yáng)離子) 物質(zhì)留在溶液中。盡管不溶的固定劑可在寬的PH水平范圍從溶液有效地固定砷，但含目標(biāo)材料的物流的PH優(yōu)選為不超過(guò)約pH6且甚至更優(yōu)選約pH 2-約pH 5以吸附砷(V)和砷 (III)兩者。砷(III)在寬的PH范圍內(nèi)吸到不溶的固定劑上，而砷(V)優(yōu)選在較低的pH水平下被不溶的固定劑吸。水溶液可包含溶解的固體，典型的為至少約50g/L的總的溶解固體含量。相對(duì)于物流200，處理的物流208具有降低的目標(biāo)材料濃度。物流200中的通常大部分、甚至更通常約75 %或更多、且甚至更通常約95 %或更多的目標(biāo)材料負(fù)載在不溶的固定劑上。在一個(gè)應(yīng)用中，處理的物流208優(yōu)選具有不超過(guò)約1，OOOppm，甚至更優(yōu)選不超過(guò)約 500ppm,甚至更優(yōu)選不超過(guò)約50ppm，且甚至更優(yōu)選不超過(guò)約5ppm的目標(biāo)材料。
當(dāng)預(yù)選的目標(biāo)材料負(fù)載程度出現(xiàn)時(shí)，在步驟216中負(fù)載目標(biāo)材料的固定劑212與洗提溶液或者隔離劑238接觸以卸載或溶解優(yōu)選大部分且甚至更優(yōu)選約95%或更多的固定劑并形成貧乏的固定劑220 (其再循環(huán)到步驟204)和富含目標(biāo)材料的洗提溶液224?？墒褂萌魏嗡嵝?、中性或堿性洗提溶液或隔離劑。稀土負(fù)載的不溶固定劑的解吸附過(guò)程被認(rèn)為是以下的一個(gè)或多個(gè)的結(jié)果1)稀土對(duì)隔離劑的親合力比對(duì)被吸的目標(biāo)材料或者其合成物的親合力強(qiáng)，和2)在固定劑212和/或被吸的目標(biāo)材料和/或被吸的含目標(biāo)材料的氧陰離子的表面上稀土的氧化態(tài)的向上或向下調(diào)節(jié)。在一個(gè)應(yīng)用中，洗提溶液是堿性的且包括強(qiáng)堿，強(qiáng)堿包括上述的強(qiáng)堿。盡管不希望受任何理論束縛，但認(rèn)為在高濃度下，氫氧根離子與來(lái)自不溶的固定劑表面的氧陰離子競(jìng)爭(zhēng)且代替氧陰離子。在一種配方中，洗提溶液包括優(yōu)選約1-約15重量％，甚至更優(yōu)選約 1-約10重量％，且甚至更優(yōu)選約2. 5-約7. 5重量％的量的苛性化合物，甚至更優(yōu)選約5重量％。洗提溶液238的優(yōu)選pH優(yōu)選大于目標(biāo)材料負(fù)載在固定劑212上的pH(例如更堿性)。洗提溶液238pH優(yōu)選為至少約pH 10，甚至更優(yōu)選至少約pH 12，且甚至更優(yōu)選至少約 pH 14。在另一應(yīng)用中，(第一)洗提溶液包含草酸鹽或乙烷二酸鹽，其相對(duì)于含目標(biāo)材料的氧陰離子在寬的PH范圍內(nèi)優(yōu)先被不溶的固定劑吸。在一個(gè)方法變型中，為了解吸草酸根離子，使不溶的固定劑與具有至少約PH 9且甚至更優(yōu)選至少約pH 11的優(yōu)選pH的第二洗提溶液(未示出)接觸，以解吸草酸根和/或乙烷二酸根離子，有利于氫氧根離子。對(duì)于第二洗提溶液(未示出)，優(yōu)選強(qiáng)堿?；蛘?，可將被吸的草酸根和/或乙烷二酸根陰離子加熱到至少約500°C的優(yōu)選溫度，以使被吸的草酸根和/或乙烷二酸根離子熱分解并將它們從不溶的固定劑除去。在另一應(yīng)用中，(第一)洗提溶液238包括強(qiáng)吸附交換氧陰離子，例如磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、釩氧化物、或氟化物，以置換被吸的含目標(biāo)材料的氧陰離子。第一洗提溶液具有相對(duì)高的交換氧陰離子濃度。交換氧陰離子的解吸在與第一洗提溶液不同(更高)的PH 和/或交換氧陰離子濃度下進(jìn)行。例如，可通過(guò)第二洗提溶液(未示出)解吸，所述第二洗提溶液包括強(qiáng)堿并具有比第一洗提溶液中的氧陰離子濃度低的交換氧陰離子濃度?；蛘?， 交換氧陰離子可熱分解以使不溶的固定劑再生?；蛘撸粨Q氧陰離子可通過(guò)不溶的固定劑或交換氧陰離子的氧化或還原解吸。在另一應(yīng)用中，洗提溶液包括還原劑，例如亞鐵離子、氫化鋰鋁、初生氫、鈉汞齊、 硼氫化鈉、亞錫離子、亞硫酸鹽化合物、胼(Wolff-Kishner還原)、鋅汞齊、氫化二異丁基鋁、林德拉催化劑、草酸、甲酸和羧酸(例如糖酸，如抗壞血酸)，以還原稀土、被吸的目標(biāo)材料和/或被吸的含目標(biāo)材料的氧陰離子。盡管不希望受任何理論束縛或舉例來(lái)說(shuō)，但不溶的固定劑的表面還原將使鈰(IV)還原成鈰(III)，其可與目標(biāo)材料和氧陰離子較不強(qiáng)烈地相互作用。在不溶的固定劑表面還原之后或同時(shí)，升高PH以使被吸的目標(biāo)材料或其氧陰離子解吸。在另一應(yīng)用中，洗提溶液包括氧化劑，例如過(guò)氧化合物(例如過(guò)氧化物、高錳酸鹽、過(guò)硫酸鹽等)、臭氧、氯、次氯酸鹽、芬頓試劑、分子氧、磷酸鹽、二氧化硫等，其將被吸的目標(biāo)材料和/或其氧陰離子氧化至更高的氧化態(tài)，例如將砷(III)氧化至砷(V)，隨后進(jìn)行PH調(diào)節(jié)和解吸過(guò)程。砷(V)從不溶的稀土化合物的解吸例如典型地在至少約pH 12且甚至更典型地至少約PH14的pH下進(jìn)行。不管準(zhǔn)確的洗提機(jī)理如何，含目標(biāo)材料的物流200中目標(biāo)材料的第一濃度典型地小于富含目標(biāo)材料的洗提溶液224中第二目標(biāo)材料濃度。通常，目標(biāo)材料的第一濃度不超過(guò)第二濃度的約75%，且甚至更通常不超過(guò)第二濃度的約50%。例如，砷的第一濃度為約 0. lmg/L-約5g/L，且砷的第二濃度為約0. 25g/L_約7. 5g/L。在步驟228中，通過(guò)合適的技術(shù)將目標(biāo)材料從富含的洗提溶液224中除去以形成目標(biāo)材料232和貧乏的洗提溶液236 (其再循環(huán)到步驟216)?？赏ㄟ^(guò)任何合適的技術(shù)實(shí)現(xiàn)除去，包括沉淀(例如使用硫化物(對(duì)于過(guò)渡金屬)、堿土金屬碳酸鹽(對(duì)于氟化物)，和稀土或鐵鹽(對(duì)于砷))、吸附、吸收、電解、膠結(jié)、汞齊化等。在一個(gè)配置中，使用如上所述的能溶的稀土固定劑使目標(biāo)材料沉淀。在另一實(shí)施方案中，含目標(biāo)材料的物流200是含目標(biāo)材料的物流104(圖1A)，且步驟204和206在步驟112之前即刻或者在步驟112之后且在步驟116之前進(jìn)行，以在步驟116之前增加溶液中目標(biāo)材料的濃度。這可提供優(yōu)點(diǎn)，例如在步驟116中處理減少體積的水溶液。另外，當(dāng)砷是目標(biāo)材料且待處理的溶液包含溶解的金屬時(shí)，在通過(guò)能溶的固定劑沉淀之前使用不溶的固定劑進(jìn)行砷除去可使砷從其他金屬中分離并選擇性地除去。如將理解的，能溶的固定劑可不排他地沉淀砷且還可降低/除去溶解的金屬。實(shí)驗(yàn)提供以下實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施方案，且所述實(shí)施例不解釋為對(duì)發(fā)明的限制，如所附權(quán)利要求中所述的。所有份和百分比以重量計(jì)，除非另外說(shuō)明。實(shí)施例1進(jìn)行一組試驗(yàn)確定在含砷的物流108中將砷濃度降低至小于50ppm的能溶的氯化鈰(III)CeCl3的最大砷負(fù)載容量。如表1所示，試驗(yàn)的含砷的物流108 (下文中堿性浸出溶液)具有以下組成表 權(quán)利要求
1.方法，包括使包含不同于砷的目標(biāo)材料的工藝物流與能溶的固定劑接觸以形成包含目標(biāo)材料和稀土的不溶的含目標(biāo)材料的合成物，所述能溶的固定劑包含稀土 ；和從工藝物流中除去不溶的含目標(biāo)材料的合成物以形成精制的工藝物流。
2.權(quán)利要求1的方法，其中稀土選自由釔、鈧、鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、 鉺、銩、鐿和镥的至少一種組成的組，且其中目標(biāo)材料是具有選自5、9、13、14、22-25、31、32、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的原子序數(shù)的元素。
3.權(quán)利要求1的方法，其中目標(biāo)材料是選自以下的元素硼、氟、鋁、硅、鈦、釩、鉻、錳、 鎵、鍺、鉈、硒、汞、鋯、鈮、鉬、釕、銠、銦、錫、銻、碲、鉿、鉭、鎢、錸、銥、鉬、汞、鉛、鉍、钚、镅、 鋦、鈾、和其混合物。
4.權(quán)利要求1的方法，其中能溶的固定劑為氯化物、溴化物、硝酸鹽、亞磷酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽之一的形式，且其中能溶的固定劑包含在具有小于PH 7的pH的鹽溶液中。
5.方法，包括提供包含砷和有價(jià)值金屬的固體材料；使固體材料與溶浸劑接觸以形成包含至少大部分來(lái)自固體材料的砷的浸提物流，同時(shí)至少大部分有價(jià)值金屬留在固體材料中；使浸提物流與能溶的固定劑接觸以形成包含至少大部分來(lái)自浸提物流的砷和能溶的固定劑的含砷合成物；和從浸提物流中除去至少大部分含砷合成物，其中能溶的固定劑包含稀土。
6.權(quán)利要求5的方法，其中稀土是釔、鈧、鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、 銩、鐿和镥的至少一種，其中溶浸劑包括堿或堿土金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽和氫氧化物的一種或多種，其中溶浸劑具有至少約PH 9的pH，和所述方法進(jìn)一步包括在浸提物流與能溶的固定劑接觸之前和/或同時(shí)，將溶解的砷氧化至所選的氧化態(tài)。
7.權(quán)利要求5的方法，其中浸提物流包含氟和/或溶解的氧陰離子，所述氧陰離子包括磷、碳、硅和釩的至少一種，和所述方法進(jìn)一步包括在浸提物流與能溶的固定劑接觸前從浸提物流中除去至少大部分溶解的氧陰離子和/ 或氟化物。
8.權(quán)利要求5的方法，其中有價(jià)值金屬是過(guò)渡金屬，其中合成物是基本不含結(jié)晶的溶解的砷和未溶解的固定劑的溶液沉淀，和所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)使能溶的固定劑從浸提物流中沉淀，除去至少大部分任何剩余的能溶的固定劑。
9.權(quán)利要求5的方法，其中合成物為沉淀形式，其中浸提物流具有不超過(guò)約pH5的 PH，和其中浸提物流與能溶的固定劑接觸的步驟包括以下子步驟在浸提物流與能溶的固定劑接觸之后和/或同時(shí)，通過(guò)強(qiáng)堿將浸提物流的PH升高到至少約PH 6的pH ；和其中合成物具有晶體結(jié)構(gòu)，所述晶體結(jié)構(gòu)屬于三角空間群。
10.權(quán)利要求5的方法，其中浸提物流包含溶解的有價(jià)值金屬陽(yáng)離子，所述有價(jià)值金屬為過(guò)渡金屬、鋁、錫和鉛的一種或多種，其中能溶的固定劑包含第一鹽添加劑和第二鹽添加劑，所述第一鹽添加劑包括釔(III)、鈧(III)、鑭(III)、鈰(III)、鐠(III)、釹(III)、钷 (III)、釤(III)、銪(III)、釓(III)、鋱(III)、鏑(III)、鈥、鉺(III)、銩(III)、鐿(III)和镥(III)的至少一種，所述第二鹽添加劑包括+3氧化態(tài)的非-稀土金屬，所述非-稀土金屬為過(guò)渡金屬、硼、鋁、鎵、銦、鉈和鉍的一種，和其中在除去步驟后，至少大部分溶解的有價(jià)值金屬留在浸提物流中。
11.合成物，包含目標(biāo)材料；氧；水；和稀土，其中所述合成物基本上為具有結(jié)晶相的晶體和其中水合水占據(jù)晶格中的位置。
12.權(quán)利要求11的合成物，其中合成物的結(jié)晶相的化學(xué)式為REAsO4 · (H2O)x，其中0 <X彡10和其中RE是選自以下的稀土 釔、鈧、鑭、鈰、鐠、釹、 钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、和其組合。
13.權(quán)利要求11的合成物，其中目標(biāo)材料是砷和其中結(jié)晶結(jié)構(gòu)屬于三角空間群。
14.方法，包括(a)提供含砷的物流；和(b)使含砷的物流與以下的至少一種接觸(i)稀土鹽添加劑，所述稀土鹽添加劑包含+3氧化態(tài)的稀土和+3氧化態(tài)的非-稀土 ；和( )非-稀土鹽添加劑，所述非-稀土鹽添加劑包含+3氧化態(tài)的非-稀土且基本不含稀土 ；和其中非-稀土具有選自由5、13、22-29、31、40-45、47、49、72-77、79、81和83組成的原子序數(shù)組的原子序數(shù)，由此稀土添加劑和非-稀土鹽添加劑的至少一種與砷形成沉淀。
15.權(quán)利要求14的方法，其中稀土鹽添加劑與含砷的物流接觸。
16.權(quán)利要求15的方法，其中對(duì)于每一摩爾+3氧化態(tài)的稀土，存在至少3摩爾+3氧化態(tài)的非-稀土，和其中對(duì)于每一摩爾稀土，在沉淀中存在至少2摩爾砷。
17.權(quán)利要求14的方法，其中非-稀土鹽添加劑與含砷的物流接觸。
18.方法，包括提供包含目標(biāo)材料的原料物流；使原料物流與不溶的固定劑接觸以形成負(fù)載目標(biāo)材料的不溶的固定劑，所述不溶的固定劑包含稀土，和負(fù)載的不溶的固定劑包含原料物流中的至少大部分目標(biāo)材料，由此負(fù)載的不溶的固定劑中的目標(biāo)材料與不溶的固定劑形成合成物；使負(fù)載的不溶的固定劑與洗提溶液接觸以使至少大部分目標(biāo)材料溶于洗提溶液中且形成負(fù)載的洗提溶液和貧乏的不溶的固定劑；和從負(fù)載的洗提溶液中除去至少大部分溶解的目標(biāo)材料。
19.權(quán)利要求18的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、14、22-25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，其中原料物流的PH當(dāng)與不溶的固定劑接觸時(shí)不超過(guò)約pH 6，和其中洗提溶液具有至少約pH 7的pH。
20.權(quán)利要求18的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、14、22-25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，和其中洗提溶液包含強(qiáng)堿。
21.權(quán)利要求18的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、14、22-25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，和其中洗提溶液包含乙烷二酸鹽。
22.權(quán)利要求18的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、14、22-25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，其中洗提溶液包含還原劑。
23.權(quán)利要求18的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、14、22-25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，和其中洗提溶液包含氧化劑。
24.權(quán)利要求18的方法，其中通過(guò)使負(fù)載的洗提劑與能溶的固定劑接觸以沉淀溶解的目標(biāo)材料而進(jìn)行除去步驟，和其中能溶的固定劑包含稀土。
25.方法，包括(a)接收包含目標(biāo)材料的物流，所述包含目標(biāo)材料的物流包含目標(biāo)材料和干擾物，所述干擾物不利地影響目標(biāo)材料的稀土沉淀；(b)從包含目標(biāo)材料的物流中除去至少大部分干擾物以形成包含至少大部分目標(biāo)材料的處理的物流；和(c)隨后使處理的物流與能溶的和不溶的固定劑的至少一種接觸以使至少大部分目標(biāo)材料從處理溶液中沉淀，所述固定劑包含稀土。
26.權(quán)利要求25的方法，其中干擾物包含磷、氟、硅、碳和釩的至少一種，和其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù) 5、13、22、24、25、31、32、33、34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、 81、82、83、92、94、95和96的元素，和其中固定劑包含鑭系元素。
27.權(quán)利要求25的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、22、24、25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95 和 96 的元素，和其中固定劑是能溶的。
28.權(quán)利要求25的方法，其中目標(biāo)材料包括選自原子序數(shù)5、13、22、24、25、31、32、33、 34、40-42、44、45、49-52、72-75、77、78、80、81、82、83、92、94、95、96 的元素，和其中固定劑是不溶的。
29.方法，包括提供包含溶解的目標(biāo)材料和溶解的有價(jià)值產(chǎn)物的包含目標(biāo)材料的物流，所述目標(biāo)材料為氧陰離子的形式，和有價(jià)值產(chǎn)物為過(guò)渡金屬、鋁、錫和鉛的至少一種且為不同于氧陰離子的形式；使包含目標(biāo)材料的物流與稀土固定劑接觸以使至少大部分溶解的目標(biāo)材料沉淀作為包含目標(biāo)材料的沉淀，同時(shí)留下至少大部分有價(jià)值產(chǎn)物溶于處理的物流中；和從處理的物流中分離至少大部分包含目標(biāo)材料的沉淀。
30.權(quán)利要求四的方法，其中溶解的有價(jià)值產(chǎn)物為溶解的陽(yáng)離子形式。
31.權(quán)利要求四的方法，其中有價(jià)值產(chǎn)物選自鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、鉬族金屬、貴金屬、和其混合物，和所述方法進(jìn)一步包括隨后從處理的物流中取得至少大部分有價(jià)值產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用包含稀土金屬的固定劑從各種物流除去一種或多種選擇的目標(biāo)材料。
文檔編號(hào)C02F5/02GK102272061SQ200980154088
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者卡爾.哈斯勒, 布蘭特.賴特, 布洛克.C.奧凱利, 查爾斯.懷特海德, 約瑟夫.盧波, 約瑟夫.帕斯科, 約翰.伯巴, 羅伯特.卡布爾 申請(qǐng)人:莫利康普礦物有限責(zé)任公司