利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其包括：準(zhǔn)備稀土類(lèi)金屬原礦的步驟；利用熔融還原法對(duì)上述稀土類(lèi)金屬原礦進(jìn)行熔融還原處理的步驟；對(duì)熔融還原處理的生鐵進(jìn)行分離的步驟；以及對(duì)分離生鐵而濃縮了稀土類(lèi)金屬的礦渣進(jìn)行分離的步驟。在這里，上述稀土類(lèi)金屬原礦優(yōu)選為大量包含鐵成分的原礦。并且，上述熔融還原法能夠按照兩種反應(yīng)式（即，鐵氧化物＋碳→鐵＋一氧化碳、鐵氧化物＋一氧化碳→鐵＋二氧化碳）來(lái)進(jìn)行。優(yōu)選地，上述熔融還原處理在還原氣氛下進(jìn)行。并且，在進(jìn)行熔融還原處理時(shí)，還能添加作為碳質(zhì)還原劑的焦炭或溶劑，優(yōu)選地，相對(duì)于原礦中還原鐵時(shí)所需的理論值，添加1.5倍的焦炭，相對(duì)于原礦，添加30％以下的溶劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀土類(lèi)金屬的濃縮方法，更詳細(xì)地，涉及利用熔融還原法來(lái)提高原礦內(nèi)的稀土類(lèi)金屬的濃度的濃縮方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，稀土類(lèi)金屬與其他普通的金屬礦物相比，不僅其埋藏量非常少，而且也很難從原礦進(jìn)行分離，因此上述稀土類(lèi)金屬為難得的礦物，其價(jià)格大部分非常高。
[0003]相反，由于各種電子設(shè)備等非常需要稀土類(lèi)金屬，因此對(duì)于稀土類(lèi)金屬的需要與日俱增。
[0004]因此，曾要求過(guò)以低廉的方式從原礦提取稀土類(lèi)金屬的方法。
[0005]為現(xiàn)有的獲得稀土類(lèi)金屬的方法，包括:粉碎包含稀土類(lèi)金屬的原礦，并使上述粉碎的原礦經(jīng)過(guò)比重篩選等選礦工序之后，制備成總稀土類(lèi)金屬(T-REO, total rare earthoxide)為20%左右的精礦，再通過(guò)濕式浸出工序利用溶劑提取等方法，按照每個(gè)元素進(jìn)行分離，從而回收所需的稀土類(lèi)金屬。
[0006]根據(jù)這種現(xiàn)有方式而獲得稀土類(lèi)金屬的方法，為了選礦，需要將包含稀土類(lèi)金屬的礦物質(zhì)粒子粉碎至可以進(jìn)行團(tuán)體分離的微細(xì)的程度而獲得粉體，并使對(duì)如此獲得的粉體進(jìn)行選礦而得的精礦通過(guò)酸、堿浸出工序溶解，但廣為人知的是，因包含稀土類(lèi)金屬的礦石特性，其溶解條件苛刻。
[0007]并且，考慮到浸出工序的經(jīng)濟(jì)性，需要通過(guò)選礦過(guò)程來(lái)進(jìn)行濃縮，使得精礦中的稀土類(lèi)金屬的品位為規(guī)定％以上(例如，20%)，因此選礦成品率低，從而不能防止稀土類(lèi)金屬的損失。
[0008]進(jìn)而，像部分稀土類(lèi)金屬礦物，也存在粉碎時(shí)需要消耗過(guò)多的時(shí)間和/或能量，或者很難在粉碎之后的選礦過(guò)程中形成精礦的情況。
[0009]作為與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，有韓國(guó)登錄專(zhuān)利第10-0141539號(hào)(1998年03月23日登錄)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的目的在于，在包含稀土類(lèi)金屬的礦石中，以因其特性難以進(jìn)行選礦或者經(jīng)過(guò)能夠以簡(jiǎn)單的操作容易提高品位的最起碼的選礦的礦石為對(duì)象，回收稀土類(lèi)金屬等有價(jià)金屬，來(lái)減少選礦費(fèi)用，防止高濃縮精礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的稀土類(lèi)金屬的損失，從而得到高回收率。
[0011]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題并不局限于以上所提及的問(wèn)題(多個(gè))，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠通過(guò)以下記載內(nèi)容，明確理解未提及的其他問(wèn)題。
[0012]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，包括:準(zhǔn)備稀土類(lèi)金屬原礦的步驟；利用熔融還原法來(lái)對(duì)上述稀土類(lèi)金屬原礦進(jìn)行熔融還原處理的步驟；對(duì)熔融還原處理的生鐵進(jìn)行分離的步驟；以及對(duì)分離生鐵而濃縮了稀土類(lèi)金屬的礦渣進(jìn)行分離的步驟。
[0013]在這里，上述稀土類(lèi)金屬原礦優(yōu)選為大量包含鐵(Fe)成分的稀土類(lèi)金屬原礦。
[0014]并且，上述熔融還原法按照以下反應(yīng)式I及反應(yīng)式2來(lái)進(jìn)行。
[0015]反應(yīng)式1:鐵氧化物+碳一鐵+ —氧化碳(CO)。
[0016]反應(yīng)式2:鐵氧化物+ —氧化碳一鐵+ 二氧化碳(C02)。
[0017]并且，濃縮有上述稀土類(lèi)金屬的礦渣可容易進(jìn)行破碎。
[0018]并且，上述熔融還原處理可在還原氣氛中進(jìn)行。
[0019]并且，優(yōu)選地，本發(fā)明的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法中還添加作為碳質(zhì)還原劑的焦炭。[0020]在這里，根據(jù)需要，作為礦渣生成促進(jìn)劑還可以添加溶劑(flux)。
[0021]并且，優(yōu)選地，上述熔融還原處理在1250°C~1600°C的溫度下進(jìn)行。
[0022]上述熔融還原處理可以在感應(yīng)爐中進(jìn)行，或者與此不同地也可以在電弧爐中進(jìn)行。
[0023]在本發(fā)明的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法中，優(yōu)選地，相對(duì)于原礦中還原鐵時(shí)所需的理論值，添加1.5倍的上述焦炭。
[0024]并且，尤其優(yōu)選地，相對(duì)于原礦，添加30%以下的上述溶劑。
[0025]其他一些實(shí)施例的具體事項(xiàng)包括在詳細(xì)的說(shuō)明及一些附圖中。
[0026]以下參照附圖及詳細(xì)說(shuō)明的實(shí)施例會(huì)讓本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和/或特征以及達(dá)成這些優(yōu)點(diǎn)和/或特征的方法更加明確。
[0027]但是，本發(fā)明并不局限于以下所公開(kāi)的實(shí)施例，能夠以互不相同的各種方式實(shí)施，本實(shí)施例只用于使本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容更加完整，有助于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員完整地理解本發(fā)明的范疇，本發(fā)明僅由發(fā)明要求保護(hù)范圍定義。
[0028]在說(shuō)明書(shū)全文中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)要素，應(yīng)理解有可能夸張地說(shuō)明構(gòu)成發(fā)明的各結(jié)構(gòu)要素的大小、位置、結(jié)合關(guān)系等，以用于說(shuō)明書(shū)的明確性。
[0029]根據(jù)如上所述的本發(fā)明的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，具有不僅省略選礦過(guò)程，還能夠防止?jié)饪s稀土類(lèi)金屬時(shí)產(chǎn)生的稀土類(lèi)金屬的損失，且稀土類(lèi)金屬的回收率也較高的效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法的簡(jiǎn)要的順序的順序圖。
[0031]圖2是簡(jiǎn)要示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法中使用的熔煉爐的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]首先，與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較，對(duì)達(dá)到本發(fā)明的概念進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明的發(fā)明人會(huì)實(shí)現(xiàn)以下想法:如果稀土類(lèi)金屬礦(原礦)中除了稀土類(lèi)金屬之外，鐵等有價(jià)金屬的含量高，那么只要在上述原礦中添加碳質(zhì)還原劑，來(lái)預(yù)先對(duì)鐵進(jìn)行熔融還原，從而先以合金相回收還原為碳的鐵等有價(jià)金屬，再將稀土類(lèi)金屬等難以還原為碳的成分濃縮在熔融還原時(shí)所生成的礦渣，就可以通過(guò)以后的浸出工序容易地回收稀土類(lèi)金屬。
[0035]此時(shí)，預(yù)先還原并回收金屬(鐵)，并且由于除去了礦石中的結(jié)晶水等，從而減少了礦渣的重量，因此不能還原為碳的稀土類(lèi)金屬等有價(jià)金屬相對(duì)地進(jìn)行濃縮。
[0036]并且，上述礦渣相比普通礦石更容易破碎，在礦渣中濃縮而包含的稀土類(lèi)金屬等有價(jià)金屬轉(zhuǎn)化成氧化物的形態(tài)，因此即使使用弱酸性(弱堿性)的溶液也可以容易回收。
[0037]本發(fā)明的發(fā)明人謹(jǐn)記如上所述的基本的概念而完成了本發(fā)明。
[0038]圖1是示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法的簡(jiǎn)要順序的順序圖。
[0039]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法包括:準(zhǔn)備原礦步驟ST100 ;對(duì)上述原礦進(jìn)行熔融還原處理的步驟ST120 ;從上述進(jìn)行熔融還原處理的原礦分離生鐵的步驟ST140 ;從上述進(jìn)行熔融還原處理的原礦分離濃縮礦渣的步驟ST160 ;以及對(duì)上述濃縮礦渣進(jìn)行浸出處理的步驟ST180。
[0040]準(zhǔn)各原礦
[0041]在原礦準(zhǔn)備步驟ST100中，為了體現(xiàn)本發(fā)明的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，作為包含大量的鐵成分且比較豐富地包含稀土類(lèi)金屬成分的原礦，準(zhǔn)備了可在韓國(guó)洪川地區(qū)容易得到的洪川磁鐵礦。
[0042]在以下表1中顯示了分析洪川磁鐵礦的成分的結(jié)果。
[0043]表1
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，包括: 準(zhǔn)備稀土類(lèi)金屬的原礦的步驟； 利用熔融還原法對(duì)上述稀土類(lèi)金屬的原礦進(jìn)行熔融還原處理的步驟； 對(duì)熔融還原處理的生鐵進(jìn)行分離的步驟；以及 對(duì)分離生鐵而濃縮了稀土類(lèi)金屬的礦渣進(jìn)行分離的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述稀土類(lèi)金屬原礦為大量包含鐵成分的稀土類(lèi)金屬原礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述熔融還原法按照以下反應(yīng)式I及反應(yīng)式2來(lái)進(jìn)行， 反應(yīng)式1:鐵氧化物+碳一鐵+ —氧化碳， 反應(yīng)式2:鐵氧化物+—氧化碳一鐵+ 二氧化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，濃縮了上述稀土類(lèi)金屬的礦渣容易進(jìn)行破碎。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述熔融還原處理在還原氣氛中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，還添加作為碳質(zhì)還原劑的焦炭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，作為礦渣生成促進(jìn)劑還添加溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述熔融還原處理在1250°C~1600°C的溫度下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述熔融還原處理在感應(yīng)爐中進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，上述熔融還原處理在電弧爐中進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，相對(duì)于原礦中還原鐵時(shí)所需的理論值，添加1.5倍的上述焦炭。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用熔融還原法的稀土類(lèi)金屬濃縮方法，其特征在于，相對(duì)于原礦，添加30%以下的上述溶劑。
【文檔編號(hào)】C22B5/10GK103834820SQ201310572168
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】南哲祐, 金圣敦, 崔榮允, 李厚仁, 申宣明 申請(qǐng)人:韓國(guó)地質(zhì)資源研究院