一種混合型稀土精礦或氟碳鈰精礦制備氯化稀土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種混合型稀土精礦或氟碳鋪精礦制備氯化稀土的方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]包頭混合型稀土精礦中主要是氟碳鈰礦(REFCO3)和獨(dú)居石(REPO4)兩種礦物的共生礦物，與其伴生的還有螢石、方解石、磷灰石等礦物。該礦礦物組成復(fù)雜，嵌布粒度細(xì)，是典型的難分解難冶煉礦物。
[0003]目前，工業(yè)生產(chǎn)中以北京有色金屬研究總院自主開(kāi)發(fā)的第三代濃硫酸焙燒工藝為主，氫氧化鈉分解法為輔。濃硫酸焙燒法的主要優(yōu)點(diǎn)是稀土品位要求低，工藝簡(jiǎn)單，流程短，便于大規(guī)模生產(chǎn)，但是隨著國(guó)家對(duì)資源綜合利用和環(huán)保問(wèn)題的重視，該工藝存在的問(wèn)題也越來(lái)越突出:多種有價(jià)元素得不到有效回收，三廢污染問(wèn)題難以根本解決，釷以焦磷酸鹽的形式存在，很難處理和回收，必須專(zhuān)門(mén)存放。由于該工藝自身存在的缺陷及國(guó)家對(duì)三廢污染排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格，濃硫酸焙燒工藝面臨即將被淘汰的邊緣，亟需開(kāi)發(fā)一種清潔高效的新冶煉技術(shù)所替代。
[0004]包頭混合稀土精礦另外一種重要的冶煉工藝是氫氧化鈉分解法。該工藝首先需要化選除鈣，然后水洗過(guò)濾，再用液堿分解，然后水洗除去堿、磷酸鈉、氟化鈉等可溶性鹽，最后鹽酸浸出得到氯化稀土溶液。該工藝與酸法工藝相比較，是一種清潔、高效、資源綜合回收的工藝，但是存在以下主要問(wèn)題:工藝操作過(guò)程不連續(xù)，耗堿量大，水資源浪費(fèi)大，生產(chǎn)成本高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種清潔高效并能綜合回收各種有價(jià)元素的混合稀土精礦或氟碳鈰精礦制備氯化稀土的方法，該方法省去了能耗較高的焙燒環(huán)節(jié)，綜合回收有價(jià)元素，稀土回收率高，無(wú)三廢污染。
[0006]本發(fā)明目的是以下方式實(shí)現(xiàn):
混合稀土精礦或氟碳鋪精礦制備氯化稀土的方法主要技術(shù)步驟包括:首先將混合稀土精礦或氟碳鈰礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，然后采用氫氧化鈉對(duì)酸浸渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)的溫度控制在150?250°C，時(shí)間I?2小時(shí);最后經(jīng)水洗、酸浸、中和，得到的中和液即為氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即為鐵釷渣。
[0007]本發(fā)明采用鹽酸浸出:將REO為62%?70%的混合稀土精礦或氟碳鈰礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度6?12mol/L，固液比為I: 1.5?10，浸出溫度為70?100°C，時(shí)間卜3小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I進(jìn)行封存?zhèn)溆谩?br>[0008]進(jìn)一步:堿分解過(guò)程中氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為50%?75%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:0.7?1.5。最后經(jīng)水洗、酸浸、中和，得到的中和液即為氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即為鐵釷渣。
[0009]所述的混合稀土精礦或氟碳鈰精礦是REO品位在62%?70%之間的氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦的混合型稀土精礦或單獨(dú)的氟碳鈰礦。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1.該工藝省去了傳統(tǒng)酸法工藝中的焙燒階段，降低了能耗，不會(huì)產(chǎn)生大量硫和氟的酸性氣體和氨氮廢水，有利于勞動(dòng)防護(hù)和環(huán)境保護(hù)。
[0011]2.該工藝實(shí)現(xiàn)了資源的綜合回收利用，水洗液中可以回收氫氧化鈉用作堿分解的原料，同時(shí)回收的氟化鈉和磷酸鈉達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，釷以釷富集物的形式存在，可以用作提釷的原料。
[0012]該工藝耗堿量少，成本低，稀土回收率高，且適用于氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦的混合型稀土精礦或單獨(dú)的氟碳鈰礦。
[0013]本發(fā)明采用直接浸出的方法，不僅實(shí)現(xiàn)了稀土浸出的高回收率，同時(shí)達(dá)到了氟碳鈰礦和獨(dú)居石分離的目的，對(duì)獨(dú)居石再進(jìn)一步進(jìn)行堿分解處理。整個(gè)工藝合理安排各個(gè)操作階段，省去了能耗較高的焙燒環(huán)節(jié)，綜合回收有價(jià)元素，稀土浸出率高，杜絕三廢污染。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的權(quán)利要求不局限于下面的實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例1
(I)鹽酸浸出:取5kg REO為62.5%的以氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦為主的混合型稀土精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度6mol/L，固液比為1:3，浸出溫度為80°C，時(shí)間2小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )堿分解:采用氫氧化鈉對(duì)第(I)步得到的酸浸渣I進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的濃度為70%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:1，堿分解時(shí)的溫度控制在230°C，時(shí)間I小時(shí)；
(3)水洗:用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為80°C，水洗至pH=8時(shí)過(guò)濾；
(4)酸浸:將第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合攪拌，溫度控制在80°(3，固液比為1:5;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中緩慢加入濃度10%的氨水溶液，攪拌，溫度控制在60°C，調(diào)整pH至4.0，攪拌時(shí)間為0.5小時(shí)，得到的中和液即為氯化稀土溶液，REO含量為235.74g/L，稀土收率為96.15%，得到的中和渣即為鐵釷渣，固封保存。
[0017]實(shí)施例2
(I)鹽酸浸出:取5kg REO為65.85%的氟碳鈰精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度8mol/L，固液比為I: 2.5，浸出溫度為80°C，時(shí)間1.5小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I;
(2 )堿分解:采用氫氧化鈉對(duì)第(I)步得到的酸浸渣I進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的濃度為65%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:1，堿分解時(shí)的溫度控制在220°C，時(shí)間I小時(shí)；
(3)水洗:用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為60°C，水洗至pH=8.5時(shí)過(guò)濾；
(4)酸浸:將第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合攪拌，溫度控制在60°(3，固液比為1:5;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中緩慢加入濃度15%的氨水溶液，攪拌，溫度控制在55°C，調(diào)整pH至3.8，攪拌時(shí)間為0.5小時(shí)，得到的中和液即為氯化稀土溶液，REO含量為226.35g/L，稀土收率為95.72%，得到的中和渣即為鐵釷渣，固封保存。
[0018]實(shí)施例3
(I)鹽酸浸出:取5kg REO為66.48%的以氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦為主的混合型稀土精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度lOmol/L，固液比為1:3，浸出溫度為50°〇，時(shí)間1小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )堿分解:采用氫氧化鈉對(duì)第(I)步得到的酸浸渣I進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的濃度為70%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:0.8，堿分解時(shí)的溫度控制在200°C，時(shí)間1.5小時(shí)；
(3)水洗:用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為55°C，水洗至pH=8時(shí)過(guò)濾；
(4)酸浸:將第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合攪拌，溫度控制在75°C，固液比為1:8;
(5)中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中緩慢加入濃度5%的氫氧化鈉溶液，攪拌，溫度控制在80°C，調(diào)整pH至4.5，攪拌時(shí)間為1.5小時(shí)，得到的中和液即為氯化稀土溶液，REO含量為247.26g/L，稀土收率為97.33%，得到的中和渣即為鐵釷渣，固封保存。
[0019]實(shí)施例4
(I)鹽酸浸出:取5kg REO為68.29%的以氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦為主的混合型稀土精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度7mol/L，固液比為1:8，浸出溫度為35°C，時(shí)間2小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )堿分解:采用氫氧化鈉對(duì)第(I)步得到的酸浸渣I進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的濃度為75%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:1.2，堿分解時(shí)的溫度控制在250°C，時(shí)間2小時(shí)；
(3)水洗:用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為90°C，水洗至pH=9時(shí)過(guò)濾；
(4)酸浸:將第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合攪拌，溫度控制在70°(3，固液比為1:10;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中緩慢加入濃度10%的氫氧化鈉溶液，攪拌，溫度控制在60°C，調(diào)整pH至4.2，攪拌時(shí)間為I小時(shí)，得到的中和液即為氯化稀土溶液，REO含量為223.96g/L，稀土收率為95.89%，得到的中和渣即為鐵釷渣，固封保存。
[0020]實(shí)施例5
(I)鹽酸浸出:取5kg REO為70.15%的氟碳鈰精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度Ilmol/L，固液比為1:4，浸出溫度為85°C，時(shí)間1.5小時(shí)，得到的酸浸液I和酸浸渣I;
(2 )堿分解:采用氫氧化鈉對(duì)第(I)步得到的酸浸渣I進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的濃度為55%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:0.8,堿分解時(shí)的溫度控制在185°C，時(shí)間2小時(shí)；
(3)水洗:用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為40°C，水洗至pH=9時(shí)過(guò)濾；
(4)酸浸:將第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合攪拌，溫度控制在80°(3，固液比為1:12;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中緩慢加入濃度25%的氫氧化鈉溶液，攪拌，溫度控制在80°C，調(diào)整pH至4.0，攪拌時(shí)間為1.5小時(shí)，得到的中和液即為氯化稀土溶液，REO含量為235.48g/L，稀土收率為96.77%，得到的中和渣即為鐵釷渣，固封保存。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.混合型稀土精礦或者氟碳鈰礦制備氯化稀土的方法，其特征在于，其方法如下:將混合稀土精礦或氟碳鈰礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，采用氫氧化鈉溶液對(duì)酸浸渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)的溫度控制在150-250V，時(shí)間I?2小時(shí);經(jīng)水洗、酸浸、中和，得到的中和液即為合格的氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即為鐵釷渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型稀土精礦或者氟碳鈰礦制備氯化稀土的方法，其特征在于，鹽酸浸出:將REO為62%?70%的混合稀土精礦或氟碳鈰礦直接進(jìn)行鹽酸浸出，鹽酸濃度6?12mol/L，固液比為1:1.5~10，浸出溫度為70~100°(3，時(shí)間1~3小時(shí)，得到的酸浸液1和酸浸渣I進(jìn)行封存?zhèn)溆谩?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型稀土精礦或者氟碳鈰礦制備氯化稀土的方法，其特征在于，堿分解過(guò)程中氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為50%?75%，用量為:稀土精礦質(zhì)量:氫氧化鈉質(zhì)量=1:0.7-1.5o4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合型稀土精礦或者氟碳鈰礦制備氯化稀土的方法，其特征在于，所述的混合型稀土精礦或氟碳鈰精礦是REO品位在62%?70%之間的氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦的混合型稀土精礦或單獨(dú)的氟碳鈰礦。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種混合型稀土精礦或氟碳鈰精礦制備氯化稀土的方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。本發(fā)明按照以下步驟進(jìn)行：第一步，將稀土品位為62%~70%的混合稀土精礦或氟碳鈰精礦直接進(jìn)行鹽酸浸出；第二步，將鹽酸浸出得到的酸浸渣進(jìn)行堿分解；第三步，進(jìn)行水洗除去氟磷等雜質(zhì)元素，對(duì)水洗液進(jìn)行回收堿和氟磷；第四步將水洗渣與第一步得到的酸浸液混合進(jìn)行酸浸；最后，將酸浸液進(jìn)行中和除鐵釷，得到合格的混合氯化稀土溶液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：省去能耗較高的焙燒環(huán)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生大量硫和氟的酸性氣體和氨氮廢水，有利于勞動(dòng)防護(hù)和環(huán)境保護(hù)；綜合回收有價(jià)元素，耗堿量少，成本低，稀土回收率高，無(wú)三廢污染。
【IPC分類(lèi)】C22B3/10, C22B59/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105543509
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610000533
【發(fā)明人】李梅, 張棟梁, 耿彥華, 高凱, 李健飛, 喬曉明
【申請(qǐng)人】李梅
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日