一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法
【专利摘要】本发明涉及一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法。其特点是根据尾矿中稀土元素和铁含量的不同，通过磁选、浮选和酸溶组合工艺制备稀土精矿。具体工艺为：首先将尾矿进行磨细和筛选；然后根据尾矿中稀土元素和铁含量的不同选择先磁选再酸溶或者先浮选再酸溶或者经磁选、浮选后酸溶或者直接进行酸溶；酸溶后进行过滤，向滤液中加碱调节pH，使滤液中的稀土元素沉淀出来，进而得到稀土精矿；将滤渣用水洗涤，洗涤水返回配制酸溶液。本发明的特点是能够使用简便易行的工艺从低品位的稀土尾矿中高效提取稀土元素，获得高品位的稀土精矿。同时对生产废水进行循环使用，既提高了水的使用效率，又可以进一步回收废水中的稀土元素。
【专利说明】一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体废弃物再生利用领域，具体涉及一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法。
【背景技术】
[0002] 由于稀土元素其独特的电子层结构和特殊的物理化学性质而被广泛应用于石油化工、金属冶金、农业、陶瓷、玻璃和电子工业等。随着科学技术的发展，稀土在高新技术产业中日益显现出难以替代的作用。
[0003]稀土是我国的战略资源，我国具有世界上最丰富的稀土资源。作为我国重要的稀土矿区，稀土储量居世界之最，而且稀土元素含量高、种类多。一般在矿区矿物资源被开采利用的同时，会形成了数量极其巨大的尾矿。尾矿作为一种固体废弃物，其随意堆放然不仅对周围环境造成了污染，危害周边居民的生命健康，而且还占用了大量的土地、消耗资金、影响企业的经济效益。
[0004]矿产资源作为一种不可再生资源，其有限的供给与无限的需求之间形成了尖锐的矛盾。面对全球矿产资源短缺的现状，对资源进行循环利用即实现“资源-产品-再生资源”的物质反复循环利用，从而实现资源的综合化、无害化利用，是经济社会可持续发展的必然选择。尾矿中含有各种有用元素，是一种潜在的二次资源。但一般来说，尾矿中有用元素品味较低，杂质成分较多，是举世公认的难选矿物。因此，研究尾矿可利用的途径，将这些尾矿变废为宝，化害为利，是实现资源高效利用的重要途径。
【发明内容】
[0005]本发明目的是以低品位轻稀土尾矿为原料，制备稀土精矿。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:将低品位轻稀土尾矿按照稀土含量与铁含量的不同，采用磁选、浮选、酸溶相结合的方法以生产出稀土品味为60%以上的稀土精矿。其生产工艺是:首先将低品位轻稀土尾矿进行磨矿和筛选，得到粒径为100目到200目之间的稀土尾矿原粉；然后根据尾矿中REO和Fe含量的不同而选择不同的处理工艺:
a.当REO含量为1%~4%、Fe含量为10%~20%时，将筛选后的尾矿送入浮选装置进行浮选，然后进行酸溶；b.当REO含量为4%~6%、Fe含量为10%~20%时，将筛选后的尾矿直接进行酸溶；c.当REO含量为1%~4%、Fe含量为20%~40%时，对筛选后的尾矿进行磁选，然后再进行浮选，之后进行酸溶；d.当REO含量为4%~6%、Fe含量为20%~40%时，将筛选后的尾矿进行磁选，然后进行酸溶；酸溶时尾矿与盐酸、硝酸和硫酸或盐酸、硝酸与硫酸的混合酸的固液比为I~20，酸溶液中H+浓度为0.lmol/L~1.5mol/L,酸溶温度为20°C~100°C，酸溶反应时间为Ih~IOh ;对酸溶之后的尾矿进行过滤，得到滤液和滤渣；向滤液中加入碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将PH调节到
3.5到4.5，使滤液中的稀土元素沉淀出来，经离心以获得稀土精矿；将滤渣进行水洗，水洗液用于配制酸溶溶液。[0007]经上述处理工艺处理之后，尾矿中的稀土元素主要进入到稀土精矿中，少量稀土元素进入磁选或浮选尾矿中，少量稀土元素进入到最终尾矿中，还有少量的稀土元素进入到生产废水之中；而尾矿中绝大部分铁元素进入到了磁选或者浮选尾矿中，一部分的铁进入到稀土精矿中，少量的铁进入到最终尾矿中，还有少量的铁进入到生产废水中。
[0008]所述的低品位轻稀土尾矿中稀土含量为I %~6%,铁含量为10%~40%。
[0009]本发明经实施其优点是:1、可以处理低品位(RE0 = 1%~6% )的稀土尾矿；2、稀土回收率最闻可以达到90%以上；3、所得稀土精矿品位闻，可达60% ;4、废水能循环使用，排放量少，反应温度低，节能减排；5、反应时间短，生产效率高；6、工艺流程简单，操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本图为从稀土尾矿中提取稀土的工艺流程图。
[0011]首先将低品位轻稀土尾矿进行磨矿和筛选，得到粒径为100目到200目之间的稀土尾矿原粉；然后根据尾矿中REO和Fe含量的不同而选择不同的处理工艺:
[0012]a.当REO含量为1%~4%、Fe含量为10%~20%时，将筛选后的尾矿送入浮选装置进行浮选，然后进行酸溶；酸溶时尾矿与盐酸、硝酸和硫酸或盐酸、硝酸与硫酸的混合酸的固液比为I~20，酸溶液中H+浓度为0.lmol/L~1.5mol/L，酸溶温度为20°C~100°C，酸溶反应时间为Ih~IOh ;对酸溶之后的尾矿进行过滤，得到滤液和滤渣；向滤液中加入碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将PH调节到3.5到4.5，使滤液中的稀土元素沉淀出来，经离心以获得稀土精矿；将滤渣进行水洗，水洗液用于配制酸溶溶液。
[0013]b.当REO含量为4%~6%、Fe含量为10%~20%时，将筛选后的尾矿直接进行酸溶；酸溶时尾矿与盐酸、硝酸和硫酸或盐酸、硝酸与硫酸的混合酸的固液比为I~20，酸溶液中H+浓度为0.lmol/L~1.5mol/L,酸溶温度为20°C~100°C，酸溶反应时间为Ih~IOh ；对酸溶之后的尾矿进行过滤，得到滤液和滤渣；向滤液中加入碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将PH调节到3.5到4.5，使滤液中的稀土元素沉淀出来，经离心以获得稀土精矿；将滤渣进行水洗，水洗液用于配制酸溶溶液。
[0014]c.当REO含量为I %~4%、Fe含量为20%~40%时，对筛选后的尾矿进行磁选，然后再进行浮选，之后进行酸溶；酸溶时尾矿与盐酸、硝酸和硫酸或盐酸、硝酸与硫酸的混合酸的固液比为I~20，酸溶液中H+浓度为0.lmol/L~1.5mol/L,酸溶温度为20°C~100°C，酸溶反应时间为Ih~IOh ;对酸溶之后的尾矿进行过滤，得到滤液和滤渣；向滤液中加入碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将PH调节到3.5到4.5，使滤液中的稀土元素沉淀出来，经离心以获得稀土精矿；将滤渣进行水洗，水洗液用于配制酸溶溶液。
[0015]d. 当REO含量为4%~6%、Fe含量为20%~40%时，将筛选后的尾矿进行磁选，然后进行酸溶；酸溶时尾矿与盐酸、硝酸和硫酸或盐酸、硝酸与硫酸的混合酸的固液比为I~20，酸溶液中H+浓度为0.lmol/L~1.5mol/L，酸溶温度为20°C~100°C，酸溶反应时间为Ih~IOh ;对酸溶之后的尾矿进行过滤，得到滤液和滤渣；向滤液中加入碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，将PH调节到3.5到4.5，使滤液中的稀土元素沉淀出来，经离心以获得稀土精矿；将滤渣进行水洗，水洗液用于配制酸溶溶液。【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制:
[0017]实施例1
[0018]以低品位轻稀土尾矿为原料，其中的REO为3.97%,Fe含量为15.7%。首先对尾矿进行磨矿，磨矿后进行筛选，得到粒径在100目到200目之间的尾矿。然后将尾矿进行调浆，将矿浆送入到浮选设备进行浮选作业。浮选后尾矿中的REO含量可达到39.2%。对浮选后的尾矿使用0.2mol/L盐酸进行酸溶，固液比为1: 5,酸溶反应时间为2h,酸溶温度为常温。将酸溶后溶液进行过滤，向滤液中加入氨水调节pH，在pH达到4.2时停止加入氨水，从而使溶液中的稀土元素尽量多的沉淀出来。然后将生成沉淀的溶液送入离心机进行离心处理，将离心后得到的固体烘干，最终得到稀土品味为70.4%的稀土精矿。最终尾矿中稀土元素总的回收率达到90.8%。
[0019]实施例2:
[0020]以低品位轻稀土尾矿为原料，矿中的REO为4.90%，铁含量为11.3%。首先将尾矿磨细，将磨细后 得到的尾矿原粉直接进行酸溶处理。称取一定量的稀土尾矿原粉，用盐酸和硝酸按体积比3: I配制氢离子浓度为0.8mol/L的混酸，按固液比1: 3的比例向尾矿原粉中加入混酸，在常温下酸溶2h。酸溶之后过滤。用一定量的去离子水洗涤滤渣，洗涤液中含有一定浓度的稀土元素，为了进一步回收稀土元素，同时减少废水排放量，需将洗涤液回用于酸溶液的配置中。将酸溶之后的滤液用碳酸氢钠调节pH，使滤液的pH达到4.2，这时溶液中的稀土元素大量沉淀出来，离心、烘干从而得到稀土精矿。所得稀土精矿中REO的含量为65.7%，稀土的总回收率为88.9%。
[0021]实施例3:以矿中的REO为5.32%、铁含量为28.6%的低品位轻稀土尾矿为原料。首先对尾矿进行磨矿处理。将经磨矿后得到的尾矿原粉送入磁选机进行磁选，磁选后尾矿中的REO含量可以达到7.19%。称取一定量的磁选后的稀土尾矿原粉，按固液比1: 5的比例向尾矿原粉中加入H+浓度为0.75mol/L的盐酸/硝酸配制的混酸溶液，混酸中盐酸与硝酸比值为1:1。酸溶温度为常温，酸溶时间为2h。酸溶之后过滤。将酸溶之后的滤液用碳酸氢铵调节PH，使滤液的pH达到4.0，这时溶液中的稀土元素大量沉淀出来，从而得到REO含量63.5%的稀土精矿，稀土的总回收率为91.8%。
[0022]实施例4:
[0023]以低品位轻稀土尾矿为原料，矿中的REO为1.79%，铁含量为21.8%。将稀土尾矿送入球磨机中磨细制成尾矿原粉，对尾矿原粉进行筛选，以得到粒径在100目到200目之间的原粉。筛选出的原粉送入磁场强度大于10000高斯的磁选机,磁选出原粉中的铁,使原粉中REO含量提高到2.26%。将除完铁之后的原粉用搅拌装置搅拌制浆，然后送入浮选装置进行浮选，从而将原粉中的REO含量提高到26.28%。然后将尾矿原粉在25°C下使用
1.0moI/L的盐酸溶液按固液比1: 10进行酸溶,酸溶2h,酸溶后进行过滤。滤洛用去离子水进行洗涤，水洗液用于配制酸溶溶液；滤液用氨水进行中和，调节滤液pH至4.2使滤液中的稀土元素沉淀出来，离心、烘干制得稀土含量达67.6%的稀土精矿，稀土元素总回收率为90.3%。
【权利要求】
1.一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:工艺步骤为:a.将原尾矿进行磨矿和筛选处理尾矿原粉；b.根据尾矿中稀土元素和铁含量的不同选择先磁选再酸溶或者先浮选再酸溶或者经磁选、浮选后酸溶或者直接进行酸溶；c.酸溶后进行过滤，向滤液中加碱调节PH，使滤液中的稀土元素沉淀出来，进而得到稀土精矿；d.将滤渣用水洗涤，洗涤水返回配制酸溶液。
2.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:所用稀土尾矿中稀土含量为1%~6%,铁含量为10%~40%。
3.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:磨矿和筛选处理后尾矿原粉粒径在100目到200目之间。
4.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:酸溶所用酸为盐酸、硝酸、硫酸或盐酸、硝酸和硫酸的混合酸，使用混合酸时盐酸、硝酸和硫酸的体积比为(O~3)盐酸:(O~3)硝酸:(O~3)硫酸，酸溶液浓度为0.lmol/L~1.5mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:酸溶时尾矿原粉与酸溶液之间的固液比为I~20。
6.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:酸溶反应时间为Ih~IOh。
7.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:酸溶温度为20°C~100°C。
8.根据权利要求1所述的一种以低品位轻稀土尾矿制备稀土精矿的方法，其特征在于:酸溶之后的滤液使用碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种将PH调节到3.5~4.5。
【文档编号】C22B59/00GK103526054SQ201210229918
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】张彩虹, 周焘, 吴越峰 申请人:上海蓝堃环境科技有限公司