專利名稱：混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，屬于稀 土濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
包頭白云鄂博礦是世界最大稀土礦床，其礦石中所含有的稀土礦物主要為氟碳鈰 礦和獨居石礦，這兩種稀土礦物的比例一般在9 1到6 4之間。在各稀土選礦工藝過 程中，氟碳鈰礦和獨居石進(jìn)入精礦的比率基本相近，因而所得產(chǎn)品均為氟碳鈰礦和獨居石 的混合型稀土精礦，且兩種礦物形態(tài)的稀土比率無較大變化。由于包頭稀土精礦是氟碳鈰礦與獨居石礦的混合礦，而氟碳鈰礦與獨居石礦的化 學(xué)成分不同，氟碳鈰礦為稀土的氟碳酸鹽，獨居石為稀土的磷酸鹽，它們的化學(xué)性質(zhì)不同， 獨居石要比氟碳鈰礦穩(wěn)定，所以處理包頭稀土精礦要兼顧兩種礦物，只能采用一些強化的 方法，給環(huán)境帶來很大的污染。目前工業(yè)上處理包頭稀土精礦所采用的方法有濃硫酸高溫 焙燒法和燒堿分解法。濃硫酸高溫焙燒法釷以焦磷酸鹽形態(tài)進(jìn)入渣中，無法回收，造成釷資 源浪費，而且廢渣量大，需單獨堆放和處理，并且產(chǎn)生含氟和硫的廢氣，尾氣處理量也大，以 及工業(yè)廢水污染環(huán)境。燒堿分解法存在對稀土精礦品位適應(yīng)范圍小，礦物分解時間長，稀 土、釷、氟等均比較分散，稀土收率低，操作不安全等缺點。大多數(shù)冶煉廠應(yīng)用單一的氟碳鈰礦精礦或獨居石精礦為原料，而包頭稀土精礦同 時含有這兩種稀土礦物，成分較復(fù)雜，并且有害雜質(zhì)含量較高，為了給稀土冶煉創(chuàng)造更為有 利的原料條件，近年來主要應(yīng)用浮選的方法對氟碳鈰礦與獨居石進(jìn)行分選。浮選是在稀土混合浮選的基礎(chǔ)上，通過選擇適當(dāng)?shù)乃巹﹣頂U(kuò)大氟碳鈰礦與獨居石 的可浮性差異，使二者實現(xiàn)浮選分離。當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中可以得出高質(zhì)量的氟碳鈰礦精礦及 獨居石精礦，但仍同時產(chǎn)出產(chǎn)率較大的氟碳鈰礦與獨居石的混合精礦，分選效率不是很高。 浮選工藝較復(fù)雜，浮選過程中所加的浮選試劑多為有機試劑，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。如中國專利200910060631. 1公開了一種混合稀土精礦的獨居石與氟碳鈰礦浮 選分離方法，該方法采用加入羥肟酸類捕收劑、起泡劑作浮選藥劑，經(jīng)過一次粗選和兩次精 選的浮選作業(yè)，生產(chǎn)出單一的獨居石精礦和單一的氟碳鈰精礦，此方法工藝復(fù)雜，浮選試劑 消耗量大，且污染環(huán)境。中國專利881011 . 0公開了浮選分離氟碳鈰礦和獨居石的選礦工 藝，此方法采用羥肟酸捕收劑、硅酸鈉和一般的起泡劑，從白云鄂博低品位氟碳鈰礦和獨居 石混合原料中，分選出高品位氟碳鈰礦和獨居石混合精礦，然后采用苯酐水解或鄰苯二甲 酸半皂化物等分離氟碳鈰礦和獨居石。此方法的尾礦水中有害元素含量高，對環(huán)境造成嚴(yán) 重污染。由于單一氟碳鈰礦和單一獨居石礦物的冶金工藝有所差別。盡管高含氟碳鈰礦的 混合稀土型礦(包頭礦)的硫酸法冶煉工藝和燒堿法冶煉工藝已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，但高 獨居石的混合稀土礦冶煉尚未研究。混合型稀土礦分開后，氟碳鈰礦冶煉可采用氧化焙燒 法、酸堿聯(lián)合法等，而獨居石冶煉可以采用氫氧化鈉法或硫酸法等，氟碳鈰礦與獨居石礦分離后，分別進(jìn)行冶煉可以減少酸堿等化工原料的消耗量、回收有價的釷、氟、磷等元素、降低 環(huán)境污染，因此混合型稀土礦的氟碳鈰礦與獨居石的分離具有很大商業(yè)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離 方法，該方法將氟碳鈰礦與獨居石礦分離后，分別進(jìn)行冶煉可以減少酸堿等化工原料的使 用量，回收有價的釷、氟、磷等元素、降低環(huán)境污染。技術(shù)解決方案本發(fā)明的采用如下分離步驟(1)首先將含有氟碳鈰礦與獨居石礦的混合型稀土精礦加入水中調(diào)漿，得到混合 漿料，其中混合稀土精礦與水的固液比為1 0.2 15，按重量比計所用的混合型稀土精 礦中含氟碳鈰礦與獨居石礦比例為0.05 1 0 0.95。(2)在混合漿料中加入絡(luò)合劑溶液和無機酸溶液，絡(luò)合劑加入量按重量比為氟碳 鈰礦重量的20 95 %，無機酸的加入量為無機酸按體積/L 氟碳鈰礦按重量/g = 0. 001 1 1，在20 100°C溫度下攪拌10 300min ；(3)將加入絡(luò)合劑溶液和無機酸溶液的混合漿料過濾并用水洗滌濾渣，烘干濾渣， 分別得到氟碳鈰礦分解后含有稀土的溶液和富獨居石的濾渣。本發(fā)明加入的絡(luò)合劑為Al3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+、In3+、Sb3+、Zr4+、Hf4+、Sn2+、Be2+、TiO2+ 的水溶性鹽、硼酸或水溶性硼酸鹽中的一種或是一種以上混合物。水溶性鹽為氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽。水溶性硼酸鹽為堿金屬或銨的硼酸鹽。絡(luò)合劑溶液的濃度為0. 1 10. 0mol/Lo無機酸為鹽酸或硝酸或硫酸或是其中的一種或兩種以上的混合酸。無機酸溶液的濃度為0. 1 12. Omol/L0本發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明采用絡(luò)合的方法，加入絡(luò)合劑使氟離子生成絡(luò)合物進(jìn)入溶液，破壞氟碳鈰 礦。氟碳鈰礦溶解進(jìn)入溶液，達(dá)到與獨居石礦分離的目的。該方法簡單，生產(chǎn)成本低，減少 了用浮選方法分離氟碳鈰礦和獨居石礦造成的環(huán)境污染，氟碳鈰礦和獨居石礦分離后，為 進(jìn)一步從氟碳鈰礦和獨居石礦中提取稀土元素開辟新的途徑，可以從源頭上減少混合型稀 土精礦提取過程中產(chǎn)生的污染，回收有價元素。該方法也可以作為單一氟碳鈰礦或其它氟 碳鈰礦與獨居石礦混合型稀土礦物提取稀土元素的方法本發(fā)明的顯著效果在于利用絡(luò)合劑溶液和酸對混合型稀土精礦進(jìn)行分解，使氟碳 鈰礦進(jìn)入溶液中，從而將氟碳鈰礦與獨居石分離，該方法操作簡單，成本低，對設(shè)備要求低， 易于實現(xiàn)工業(yè)化。
具體實施例方式為便于說明，本發(fā)明用以下非限制性的實施例進(jìn)行描述。實施例1 取包頭混合型稀土精礦lKg，其中氟碳鈰礦與獨居石的比例為3 1，稀土含量為50. 6%，加水800mL調(diào)漿。取無水氯化鋁395g，加入到370mL水中，使其溶解，配成8mol/L 的溶液。取lOmol/L的HCl 950mL。分別把AlCl3溶液和HCl溶液加到稀土精礦的漿料中， 在75°C下攪拌60min，過濾并用水洗滌濾渣3次，烘干濾渣，分別得到氟碳鈰礦分解后含有 稀土的溶液和富獨居石的濾渣。經(jīng)檢測濾液M20mL，稀土濃度為180.2g/L，氟碳鈰礦的浸 出率為96.5% ；濾渣重345g，稀土含量為33.9%。實施例2 取包頭混合型稀土精礦lKg，其中氟碳鈰礦與獨居石的比例為3 1，稀土含量為 50.6%,加水500mL調(diào)漿。取硼酸880g，加入到^40mL水中，加熱使其溶解，配成5mol/L的 溶液。取6mol/L的HCl 1190mL。分別把硼酸溶液和HCl溶液加到稀土精礦的漿料中，在 60°C下攪拌180min，過濾并用水洗滌濾渣3次，烘干濾渣，分別得到氟碳鈰礦分解后含有稀 土的溶液和富獨居石的濾渣。經(jīng)檢測濾液4850mL，稀土濃度為76. 6g/L，氟碳鈰礦的浸出率 為93. 6% ；濾渣重364g，稀土含量為37.5%。實施例3 取包頭混合型稀土精礦lKg，其中氟碳鈰礦與獨居石的比例為3 1，稀土含量為 50. 6%，加水500mL調(diào)漿。取硝酸鋁685g，加入到460mL水中，使其溶解，配成7mol/L的溶 液。取8mol/L的HN031200mL。分別把硝酸鋁溶液和HNO3溶液加到稀土精礦的漿料中，在 50°C下攪拌150min，過濾并用水洗滌濾渣3次，烘干濾渣，分別得到氟碳鈰礦分解后含有稀 土的溶液和富獨居石的濾渣。經(jīng)檢測濾液^OOmL,稀土濃度為143.8g/L，氟碳鈰礦的浸出 率為94. 2 % ；濾渣重368g，稀土含量為；34. 2 %。實施例4 取單一氟碳鈰礦UKg，稀土含量為65.8%，加水500mL調(diào)漿。取無水氯化鋁 1050g，加入到1310mL水中，使其溶解，配成6mol/L的溶液。取8mol/L的HCl 2650mL。分 別把AlCl3溶液和HCl溶液加到稀士精礦的漿料中，在80°C下攪拌60min，過濾并用水洗滌 濾渣3次，得到含有稀土的溶液。經(jīng)檢測濾液4850mL，稀土濃度為194. Og/L，氟碳鈰礦的浸 出率為95. 1% ；濾渣重164g，稀土含量為25. 1%。
權(quán)利要求
1.混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其特征在于，操作步驟如下(1)首先將含有氟碳鈰礦與獨居石礦的混合型稀土精礦加入水中調(diào)漿，得到混合漿料， 其中混合稀土精礦與水的固液比為1 0.2 15，按重量比計所用的混合型稀土精礦中 含氟碳鈰礦與獨居石礦比例為0. 05 1 0 0. 95。；(2)在混合漿料中加入絡(luò)合劑溶液和無機酸溶液，絡(luò)合劑加入量按重量比為氟碳鈰礦 重量的20 95%，無機酸的加入量為無機酸按體積/L 氟碳鈰礦按重量/g = 0. 001 1 1，在20 100°C溫度下攪拌10 300min ；(3)將加入絡(luò)合劑溶液和無機酸溶液的混合漿料過濾并用水洗滌濾渣，烘干濾渣，分別 得到氟碳鈰礦分解后含有稀土的溶液和富獨居石的濾渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其 特征在于，加入的絡(luò)合劑為 Al3+、Fe3\ Cr3+、Ga3\ In3\ Sb3+、Zr4\ Hf4+、Sn2+、Be2+、TiO2+ 的水溶 性鹽、硼酸或水溶性硼酸鹽中的一種或是一種以上混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其 特征在于，絡(luò)合劑溶液的濃度為0. 1 10. Omol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其 特征在于，無機酸為鹽酸或硝酸或硫酸或是其中的一種或兩種以上的混合酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的、混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法， 其特征在于，無機酸溶液的濃度為0. 1 12. Omol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其 特征在于，水溶性鹽為氯化物或硝酸鹽或硫酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，其 特征在于，水溶性硼酸鹽為堿金屬或銨的硼酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合型稀土精礦的氟碳鈰礦與獨居石礦的化學(xué)分離方法，屬于稀土濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將包頭混合型稀土精礦(氟碳鈰礦與獨居石礦混合型稀土礦物)分離為單一的氟碳鈰精礦和獨居石精礦，采用絡(luò)合方法使氟離子生成絡(luò)合物進(jìn)入溶液，破壞氟碳鈰礦。本發(fā)明首先把氟碳鈰礦與獨居石礦混合型礦物加入水中調(diào)漿，然后加入絡(luò)合劑溶液，并加入無機酸溶液，分解氟碳鈰礦，氟碳鈰礦溶解后進(jìn)入溶液，達(dá)到與獨居石礦分離的目的。該方法簡單，生產(chǎn)成本低，污染少，氟碳鈰礦和獨居石礦分離后，為進(jìn)一步從氟碳鈰礦和獨居石礦中提取稀土元素開辟新的途徑?？梢宰鳛閱我环尖嫷V或其它氟碳鈰礦與獨居石礦混合型稀土礦物提取稀土元素的方法。
文檔編號C22B3/06GK102051477SQ20101060083
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者劉佳, 張曉偉, 張永強, 李梅, 柳召剛, 胡艷宏 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)