从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法与流程

本发明涉及稀土回收领域，具体而言，涉及一种从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法。

背景技术：

稀土矿物在自然界中常与重晶石、方解石、磷灰石、硅酸盐矿石等矿物共生在一起。由于矿物的成矿原因不同，稀土元素在矿物中的赋存状态和含量也不同。当前所开采的稀土矿物中，稀土氧化物的品位一般为百分之几。为了满足稀土冶金生产的需要，在冶炼之前须先经选矿方法，将稀土与其他矿石分离，使稀土矿物得到富集。经选矿富集后的稀土精矿中稀土氧化物的含量通常为50％～70％。

稀土矿物主要有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和离子吸附型稀土矿等。目前，回收独居石中稀土的方法主要有以下两种方式：(1)碱法分解处理独居石(适用于高品位的独居石矿)，独居石与液碱反应过程中，稀土生成不溶于水的氢氧化物，磷转变为磷酸三钠，稀土氢氧化物再经过盐酸优溶、除杂得到混合氯化稀土。若精矿中铁、硅等杂质含量高，易形成硅酸钠、氢氧化铁等胶态物质，沉淀过滤分离工序难以进行，因此该工艺无法正常运行。(2)浓硫酸焙烧法分解独居石矿，将独居石精矿与浓硫酸混合在200～230℃分解，浓硫酸用量为精矿重量的1.7～2倍，分解物冷却后用7～10倍于精矿重量的水浸取，浸出液中稀土约50g/L(REO)，25g/L P₂O₅，2.5g/L Fe₂O₃，酸度为2.5mol/L。该浸液酸度高，杂质磷、钍高，采用硫酸钠复盐沉淀稀土和钍，然后经过碱转为氢氧化物，再采用酸优先浸出稀土，萃取分离稀土、钍。该方法工艺复杂，液固分离步骤多，工艺不连续，稀土回收率低；另外，酸碱交叉使用，化工原料消耗成本高，且磷进入废水处理难度大，放射性元素钍分散在渣和废水中难以有效回收。

磷矿是生产磷化工产品的主要原料，世界磷矿资源储量大，常伴生微量稀土。目前，回收磷矿中稀土的方法包括以下工艺：(1)盐酸、硝酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺，95％以上的稀土进入溶液中，再采用溶剂萃取、离子交换、沉淀、结晶等方式回收稀土；(2)硫酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺，稀土分别进入溶液和磷石膏中，再采用硫酸浸取磷石膏使稀土进入溶液，溶液中的稀土可采用溶剂萃取、离子交换、沉淀、结晶等方式回收稀土。(3)磷酸处理磷矿工艺，现有技术中通过将含稀土的磷精矿与磷酸溶液混合进行反应，通过控制工艺条件使磷矿中稀土以氟化物形式沉淀，85％以上稀土进入渣中，再采用盐酸、硝酸或硫酸溶解回收渣中的稀土，但是渣中稀土品位很低，约1％，杂质磷、钙、铝、硅等含量高，而且氟化稀土很难用酸溶解，酸耗高，渣量大，稀土回收率低；另外，进入浸出液中的15％的稀土在除钙过程中易进入石膏渣中难以回收。

含独居石稀土的磷矿是一类比较难处理的矿物，这种含独居石稀土磷矿同时含有多种组分，包括独居石、稀土以及磷矿等。由于独居石与磷矿同属于磷酸盐矿物，两者矿物学性质较为接近，在其共生的矿物中独居石与磷矿嵌布关系密切。回收这种混合矿中稀土元素和磷元素时，由于混合矿中各物质包裹镶嵌解离难度较大，物理选矿很难实现对矿石的有效分选。 特别是，由于分解独居石需要相对苛刻的条件，需要较高的温度及酸碱度等，采用现有技术中的硫酸法湿法处理含有独居石的磷矿时，往往无法使独居石分解完全，未能实现其有效分离利用。

因此，如何有效分离回收稀土磷矿中的磷元素和稀土元素，特别是含独居石稀土磷矿这类品质较低，矿物成分复杂的混合磷矿中的稀土，已成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法，以解决现有技术中的稀土磷矿中的磷和稀土元素回收效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法，该方法包括以下：步骤S1，用含磷酸的溶液对稀土磷矿进行浸出，得到浸出液和酸浸渣，浸出液中含有稀土离子、Ca²⁺和H₂PO₄^-；以及步骤S2，对浸出液进行陈化处理，得到磷酸稀土沉淀和磷酸一钙溶液；步骤S2的反应温度高于步骤S1的反应温度。

进一步地，步骤S1包括：在10℃～60℃的温度下，用含磷酸的溶液对稀土磷矿浸出0.5～8小时，优选1～4小时，得到浸出液和酸浸渣。

进一步地，步骤S2包括：对浸出液在60℃～150℃，优选为80～120℃的温度下陈化处理0.5～24小时，优选为1～8小时，得到磷酸稀土沉淀和磷酸一钙溶液。

进一步地，当稀土磷矿中不含独居石时，该方法还包括：对磷酸稀土沉淀中的稀土元素进行回收；以及对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收。

进一步地，当稀土磷矿含有独居石时，该方法还包括：将酸浸渣与磷酸稀土沉淀混合，得到稀土混合渣，对稀土混合渣中的稀土元素进行回收；以及对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收。

进一步地，对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收的步骤包括：向磷酸一钙溶液中加入质量浓度>90％的浓硫酸，得到固液混合物；对固液混合物进行固液分离，得到第一磷酸溶液和硫酸钙。

进一步地，在对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收的步骤中，在得到第一磷酸溶液后，还包括：将第一磷酸溶液返回步骤S1，对稀土磷矿进行浸出；或者对第一磷酸溶液进行除杂，得到第二磷酸溶液；将第二磷酸溶液返回步骤S1，对稀土磷矿进行浸出。

进一步地，对稀土混合渣中的稀土元素进行回收的步骤包括：步骤A，向稀土混合渣中添加含铁的物质；并加入质量浓度>90％的浓硫酸，得到混合物；步骤B，对混合物进行焙烧，得到焙烧产物；步骤C，对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；步骤D，调节含稀土水浸液的pH值至3.8～5，过滤得到硫酸稀土溶液与滤渣，该滤渣中含铁元素、磷元素和钍元素；以及步骤E，以硫酸稀土溶液为原料制备稀土化合物；其中，步骤E包括：采用酸 性磷类萃取剂对硫酸稀土溶液进行萃取分离，得到混合氯化稀土化合物或单一稀土化合物；或者向硫酸稀土溶液中加入碳酸盐或草酸盐沉淀稀土，获得稀土碳酸盐或稀土草酸盐；并对稀土碳酸盐或稀土草酸盐进行煅烧，得到稀土氧化物。

进一步地，含铁物质为含铁尾矿和/或含铁废渣。

进一步地，含铁的物质中的铁元素与稀土混合渣中的磷元素的质量比为2～4：1，优选为2.5～3.5：1。

进一步地，步骤A包括：将浓硫酸与稀土混合渣的按照质量比为1～2：1的比例进行混合。

进一步地，步骤B中，焙烧的温度为200～500℃,时间为1～8小时，优选250～400℃，时间为2～4小时。

进一步地，步骤D中，采用氧化镁、氢氧化镁和轻烧白云石中的至少一种将含稀土水浸液的pH值调节至4～4.5。

进一步地，含磷酸的溶液中还包含盐酸和/或硝酸。

进一步地，以P₂O₅计，含磷酸的溶液中磷酸的质量浓度为15％～50％，优选为15％～30％。

进一步地，以阴离子的摩尔数计，含磷酸的溶液中盐酸和/或硝酸所占的比例<30％，优选2-15％。

进一步地，在步骤S1之前，该方法还包括将含磷酸的溶液与稀土磷矿按照液固比为2～10L：1kg的比例混合的步骤，优选液固比为3～6L：1kg。

应用本发明的技术方案，通过在相对较低的反应温度下，采用含磷酸的溶液浸出稀土磷矿，利用含磷酸溶液中的氢离子溶解磷矿中的磷形成磷酸一钙溶液，同时稀土元素也被溶解，进入溶液中形成含有稀土离子、Ca²⁺和H₂PO₄^-的浸出液；进一步对浸出液进行陈化处理，有利于将稀土元素形成磷酸稀土沉淀而实现稀土元素与磷元素的分离。反应温度对酸浸过程中磷元素的浸出影响较小，而在较低温度下磷酸稀土溶解度相对较大，有利于稀土元素的浸出，同时低温下能有效抑制磷矿中铁、铝等杂质元素的浸出，使得铁元素和铝元素的浸出率<5％，大大减轻了后续磷酸净化除杂负担。并且，通过控制陈化处理的温度高于酸浸步骤的温度，在相对较高的温度下磷酸稀土溶度积小，有利于使浸出液中的稀土元素以稀土磷酸盐形式沉淀下来，进一步实现稀土元素与磷元素的有效分离。从含稀土的磷矿到磷酸稀土沉淀，稀土富集倍数高达几十倍甚至上百倍，磷酸稀土沉淀中稀土品位可达45％以上，甚至达到55％以上，稀土收率达到80％以上，甚至达到90％以上，提高稀土分离效率，实现了低成本分离稀土的目的，便于后续对稀土元素进一步回收利用。当含稀土的磷矿中含有独居石时，在酸浸过程中独居石不溶解而保留在渣中，同样实现稀土元素与磷元素的分离。可将磷酸稀土沉淀与酸浸过程产生的含酸浸渣混合，形成稀土混合渣，且稀土混合渣稀土含量高，同样便于后续对稀土元素进一步回收利用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种典型的实施例中从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法流程示意图；以及

图2示出了根据本发明的另一种典型的实施例中当含稀土的磷矿中还含有独居石时，从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

在以下描述中，独居石(英文名为Monazite)的分子式为(Ln，Th)PO₄，式中Ln是指除钷以外的稀土元素中的至少一种。

浸出液是指溶液中除含有磷酸一钙外，还含有稀土、磷酸、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、或铁、铝等杂质的溶液。

浸出液品位，指矿石中有用元素或其化合物的含量比率。含量愈大，品位愈高。

正如背景技术所指出的，稀土磷矿如含有磷灰石和独居石等多种矿物的混合矿在采用现有的分离方法进行处理，难以有效分离这类混合矿中稀土元素和磷元素。为了改善现有技术中的上述缺陷，在本发明的一种典型的实施方式中，提供了一种从含稀土磷矿中回收磷和稀土的方法，该方法包括以下步骤：步骤S1，用含磷酸的溶液对稀土磷矿进行浸出，得到浸出液和酸浸渣，浸出液中含有稀土离子、Ca²⁺和H₂PO₄^-；以及步骤S2，对浸出液进行陈化处理，得到磷酸稀土沉淀和磷酸一钙溶液；其中步骤S2的反应温度高于步骤S1的反应温度。

上述方法在相对较低的反应温度下，通过采用含磷酸的溶液浸出稀土磷矿，利用含磷酸溶液中的氢离子溶解磷矿中的磷形成磷酸一钙溶液，同时酸浸过程中稀土元素也被溶解，以离子的形式进入溶液中，形成浸出液；进一步对浸出液进行陈化处理，有利于将溶液中含有的稀土元素形成磷酸稀土沉淀，从而实现稀土元素与磷元素的分离。反应温度对酸浸过程中磷元素的浸出影响较小，而在相对低温下磷酸稀土溶解度较大，有利于稀土的浸出，同时低温能有效抑制磷矿中铁、铝等杂质元素的浸出，使得铁元素和铝元素的浸出率<5％，大大减轻了后续磷酸净化除杂负担。并且，通过控制陈化处理的温度高于酸浸步骤的温度，在高温下磷酸稀土溶度积小，有利于使浸出液中的稀土元素以稀土磷酸盐的形式沉淀下来，从而实现稀土元素与磷元素的进一步有效分离。

上述分离方法中，从稀土磷矿到磷酸稀土沉淀，稀土富集倍数高达几十倍甚至上百倍，磷酸稀土沉淀中稀土品位可达45％以上，甚至达到55％以上；而稀土收率达到80％以上，甚至达到90％以上，大大提高了稀土分离效率，实现了低成本分离稀土的目的，便于后续对稀 土元素进一步回收利用。

上述步骤S1中，用含磷酸的溶液浸出的目的是将稀土磷矿中磷元素与稀土元素溶出，而铁和铝等杂质元素留在渣中形成酸浸渣。因而，任何能够使磷元素与稀土元素尽可能地溶出而铁和铝等杂质元素尽可能保留在酸浸渣中的浸出工艺条件均适合于本发明。在本发明的一种优选实施方式中，在10℃～60℃的温度下，用含磷酸的溶液对稀土磷矿持续浸出0.5～8小时，优选1～4小时，得到浸出液和酸浸渣。酸浸渣可选择性返回进入磷元素回收工序，以进一步浸出回收残留的磷元素。

上述采用含磷酸的溶液浸出步骤中，通过控制反应温度在10℃～60℃范围内，反应温度对稀土磷矿中磷元素溶出影响较小，而该温度下磷酸稀土溶解度相对较大，有利于稀土的浸出，且上述低温下能有效抑制稀土磷矿中铁和铝等杂质元素的浸出，使得铁元素和铝元素的浸出率<5％，大大减轻了后续的除杂负担。更优选地，浸出时间为2～5小时。选择该范围的浸出时间，既能使磷元素与稀土元素溶出完全，又能缩短浸出周期。

上述陈化处理的步骤中，陈化处理的具体时间和温度可以根据稀土磷矿种类的不同进行调整。在本发明一种优选实施例中，在60℃～150℃，优选为80～120℃的温度下对浸出液陈化处理0.5～24小时，优选为1～8小时，经固液分离得到磷酸稀土沉淀和第二溶液。在高温下磷酸稀土溶度积小，通过采用上述较高的温度，有利于使浸出液中的稀土元素以稀土磷酸盐形式沉淀下来，从而实现稀土元素与磷元素的有效分离。随着陈化时间增加，结晶逐渐长大，且无定型状沉淀逐渐向晶型沉淀转化。在上述陈化时间范围内，能够使得浸出液中的稀土元素沉淀得较为彻底，从而更有效实现稀土元素与磷元素的分离。

上述步骤S2将稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式分离后得到磷酸一钙溶液，主要成分是钙离子和磷酸二氢根离子，此外，还含有少量的磷酸一氢根离子、铁或铝等杂质离子。

上述分离方法能够有效地分离得到磷酸稀土沉淀和除去稀土离子的浸出液，从稀土磷矿到磷酸稀土沉淀，稀土富集倍数高达几十倍甚至上百倍，磷酸稀土沉淀中稀土品位可达45％以上，甚至达到55％以上，稀土收率达到80％以上，甚至达到90％以上，提高稀土分离效率，实现了低成本分离稀土的目的，便于后续对稀土元素进一步回收利用。在本发明一种优选的实施例中，当稀土磷矿中不含独居石时，上述方法还包括：对磷酸稀土沉淀中的稀土元素进行回收；以及对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收。回收稀土元素的步骤采用酸溶、碱转-酸溶、硫酸焙烧-水浸中任一种方式进行处理，再进行沉淀富集或萃取分离提纯即可。在上述分离效率较高的基础上，稀土元素和磷元素的回收率也相对较高。

本发明的上述分离方法所能够分离的稀土磷矿包括但不仅限于含稀土的磷灰石矿、磷块岩或者含稀土的胶磷矿。而在本发明的一种优选实施例中，上述分离方法中所分离的稀土磷矿为含有独居石的稀土磷矿。如图2所示，当上述稀土磷矿中含有独居石时，采用上述分离方法进行分离，独居石在酸浸过程中不溶解而保留在渣中，同样能够实现稀土元素与磷元素的分离。然后，将磷酸稀土沉淀与酸浸过程产生的酸浸渣混合，形成稀土混合渣。上述将两步分离汇总得到的稀土混合渣中稀土含量高(以稀土混合渣计，上述稀土磷矿的稀土收率能够达到大于90％，Fe和Al的浸出率也分别能够小于10％；甚至在有些更优选的实施例中，稀 土磷矿的稀土收率大于97％，Fe和Al的浸出率分别小于5％)，提高稀土分离效率，实现了低成本分离稀土的目的，便于后续对稀土元素进一步回收利用。

上述含独居石的稀土磷矿是一类比较难处理的矿物，由于独居石与磷矿同属于磷酸盐矿物，两者矿物学性质较为接近，在其共生的矿物中独居石与磷矿嵌布关系密切。回收这种混合矿中稀土元素和磷元素时，由于混合矿中各物质包裹镶嵌解离难度较大，物理选矿很难实现对矿石的有效分选。特别是，由于分解独居石需要相对苛刻的条件，需要较高的温度及酸碱度等，采用现有技术中的硫酸法湿法处理含有独居石的磷矿时，往往无法使独居石分解完全，未能实现其有效分离利用。本发明利用酸浸过程中独居石不溶解，进入渣中富集，实现了磷与独居石的分离。通过陈化处理将进入溶液中的稀土以磷酸稀土沉淀析出，与酸浸过程不溶解的独居石形成稀土混合渣后共同回收稀土，从而简化了回收步骤，提高了稀土回收率，实现了低成本综合回收稀土的目的。

在得到具有上述高品位的稀土混合渣及纯度较高的磷酸一钙溶液之后，本领域技术人员可根据实际需要决定是否进一步对上述稀土混合渣中的稀土元素以及磷酸一钙溶液中的磷元素分别进行回收，并能够有针对性地选择合适的回收方法。在本发明一种优选实施例中，如图2所示，上述方法在得到上述稀土混合渣和磷酸一钙溶液后，还包括：对稀土混合渣中的稀土元素进行回收；以及对磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收，以充分利用稀土磷矿中的稀土和磷。

上述对稀土混合渣中的稀土元素进行回收的具体回收工艺可以根据对稀土元素利用方式的不同进行合理选择。在本发明的一种优选实施例中，如图2所示，上述回收稀土混合渣中稀土的步骤包括：步骤A，向稀土混合渣中添加含铁的物质(或者同时加入含镁和/或钙的物质)，并加入质量浓度>90％的浓硫酸，得到混合物；步骤B，对混合物进行焙烧，得到焙烧产物；步骤C，对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；步骤D，调节含稀土水浸液的pH值至3.8～5，过滤得到硫酸稀土溶液与滤渣，该滤渣中含铁元素、磷元素和钍元素；以及步骤E，利用硫酸稀土溶液制备稀土化合物；其中，步骤E包括：采用酸性磷类萃取剂对硫酸稀土溶液进行萃取分离，得到混合氯化稀土化合物或单一稀土化合物；或者，向硫酸稀土溶液中加入碳酸盐或草酸盐沉淀稀土，获得稀土碳酸盐或稀土草酸盐；并对稀土碳酸盐或稀土草酸盐经过煅烧，得到稀土氧化物。

上述优选实施例将稀土磷矿中的稀土保留在稀土混合渣中，使稀土混合渣中稀土品位提高，大幅度减少后续处理的工作量。通过采用独特的加铁固磷，将磷固化在渣中，避免稀土的损失。若同时加镁和/或钙，能够固氟，消除磷和氟的干扰，从而有效避免后续加水浸出过程中稀土形成磷酸稀土沉淀或氟化稀土沉淀而造成损失。同时，也避免了焙烧过程中氟元素以氟化氢气体的形式逸出而污染环境。该稀土元素的回收方法酸碱消耗少，稀土回收率可达90％以上；同时将钍元素转化为焦磷酸钍固化在渣中，避免放射性钍元素在工艺流程中的分散污染。

上述在对稀土混合渣中的稀土元素进行回收的过程中，所添加的含镁和/或钙的物质的目的是为了将混合渣中的氟元素仍固定在渣中，而使稀土元素便于分离出来，因而任何能够使 氟元素保留在渣中，而使稀土元素分离出来的含镁和/或钙的物质均适用于本发明。在本发明一种优选的实施例中，上述含镁和/或钙的物质为含镁和/或钙的氧化物、含镁和/或钙的碳酸盐以及含镁和/或钙的矿物中的至少一种；更优选地，含镁和/或钙的矿物为白云石和/或菱镁矿；含铁物质为含铁尾矿和/或含铁废渣，优选含有稀土和铁的尾矿。采用上述矿石具有资源丰富的优势，而采用废渣能够节能减排，变废为宝。

优选地，上述添加含镁和/或钙的物质的过程中，含镁和/或钙的物质中的镁和/或钙元素的摩尔数与稀土混合渣中氟元素的摩尔数之比为1～2：2。在本发明中含镁/钙物质与磷酸稀土渣的混合比例并不限于上述范围，通过将两者按摩尔比为1～2：2混合，有利于在降低含镁/钙物质的投入量的前提下，可将矿中氟在焙烧过程形成氟化镁/钙、氟磷酸镁/钙固体固定在渣中，减缓了氟在焙烧过程中以氟化氢气体逸出污染环境问题，同时避免氟在溶液除杂过程中形成氟化稀土沉淀造成的稀土损失，从而提高了稀土的收率。

在上述混合渣中添加含铁物质的过程中，含铁的物质的添加量可根据稀土混合渣中的磷元素的含量进行适当调整。在本发明一种优选实施例中，含铁的物质中的铁元素与稀土混合渣中的磷元素的质量比为2～4：1，优选2.5～3.5：1。在上述范围内添加含铁稀土尾矿进行处理，不仅提高了稀土收率，且实现了该尾矿中稀土的回收利用，同时大幅降低了运行成本；且在后续在调节pH值为3.8～5除杂过程中，控制Fe/P质量比可有效形成磷酸铁沉淀，除磷效果好，而过量的铁在该pH值条件下可水解形成沉淀，避免了磷酸稀土沉淀的形成，从而避免了稀土的损失。

同样的，在向上述稀土混合渣中加入浓硫酸过程中，浓硫酸的用量可以根据与稀土混合渣的质量进行适当调整。在本发明一种优选实施例中，按照浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1～2：1的比例加入浓硫酸，得到混合物。将浓硫酸与稀土混合渣的质量比控制在上述范围内具有有效控制硫酸用量的同时，提高稀土分解浸出的效果。

在上述焙烧混合物的过程中，焙烧温度根据混合物中稀土元素种类及含量的不同可以进行合理选择。在本发明的一种优选实施例中，焙烧混合物的温度为200～500℃，优选250～400℃。在该温度范围内进行焙烧有利于将钍、铁与磷酸形成磷酸盐和/或焦磷酸盐沉淀固化在渣中不被浸出，同时放射性元素钍也固化在渣中，避免放射性钍在工艺流程中的分散污染。

在上述调节含稀土水浸液的pH值的过程中，可以根据稀土水浸液成分及pH值而选择适当物质调节稀土水浸液至合适pH值。在本发明的一种优选实施例中，采用氧化镁和/或轻烧白云石将含稀土水浸液的pH值调节至4～4.5。采用氧化镁和/或轻烧白云石调节含稀土水浸液的pH值，使磷元素尽可能多地形成磷酸铁和磷酸钍沉淀，而稀土不沉淀，从而提高稀土的回收率。

上述对磷酸一钙溶液中的磷元素回收的具体回收工艺可以根据对磷元素利用方式的不同进行合理选择。在本发明的一种优选实施方式中，如图1所示，该回收磷元素的步骤包括：向磷酸一钙溶液中加入质量浓度大于90％的浓硫酸，得到固液混合物；对固液混合物进行固液分离，得到第一磷酸溶液和硫酸钙。上述优选实施例具有将磷酸一钙溶液中的磷元素以含有磷酸的第一磷酸溶液的形式回收，从而实现低价值的强酸制备高价值弱酸的有益效果。

在本发明的一种更优选的实施例中，在对上述磷酸一钙溶液中的磷元素进行回收的步骤中，在得到上述第一磷酸溶液后，还包括：将上述第一磷酸溶液直接返回上述步骤S1中用于对稀土磷矿进行浸出；或者，将上述第一磷酸溶液进行除杂，得到磷酸纯度相对较高的第二磷酸溶液；然后再将第二磷酸溶液返回上述步骤S1用于对稀土磷矿进行浸出，第二磷酸溶液可进一步进行磷肥生产或用于磷酸精制等磷化工生产。在上述方法中，将回收的含杂质或除杂后的磷酸溶液用于稀土磷矿的分解浸取，整个流程衔接合理，不仅实现稀土元素和磷元素的高效分离，而且实现了磷元素的循环利用。在上述除杂的步骤中所除去的杂质元素包括但不限于铁、硅、铝、钙、镁、钍和铀等元素。具体除杂的步骤根据需要采用现有技术中的常规工艺即可。

在上述含磷酸的溶液浸出稀土磷矿的过程中，含磷酸的溶液中包括磷酸，也可根据实际情况适当加入盐酸和/或硝酸。在本发明的一种优选实施例中，上述含磷酸的溶液还包含盐酸和/或硝酸。混合酸溶液中的盐酸或硝酸有利于磷灰石的分解，从而提高磷灰石中磷与稀土的浸出率。而且盐酸或硝酸可提供氢离子H⁺，在相同酸量条件下，可降低磷酸根的含量，降低了体系粘度，有利于磷的浸出；同时，氯离子或硝酸根离子的存在，有利于提高钙离子在溶液中的溶解度，有利于磷灰石的分解。在本发明的一种更优选实施例中，以阴离子的摩尔数计，盐酸和/或硝酸所占的比例为0～30％(不包括0)，优选2～15％。本发明中所使用的盐酸或硝酸的含量并不限于上述范围，采用过高含量的盐酸或硝酸将同时增加磷酸稀土在该体系中的溶解度，使稀土在上述陈化处理过程中较难沉淀析出，导致稀土无法富集在磷酸稀土沉淀中，造成稀土收率偏低。

在上述含磷酸的溶液中，磷酸的质量浓度可以根据所浸出稀土磷矿成分的不同进行合理选择。在本发明的一种优选实施例中，上述含磷酸的溶液中，以P₂O₅计，磷酸的质量浓度为15％～50％，优选为15％～30％。在本发明中所使用含磷酸的溶液中P₂O₅质量浓度并不限于上述范围，在采用P₂O₅质量浓度在上述范围内时，较高的酸度有利于磷矿的分解，从而提高磷的收率，但过高的磷酸含量则存在粘度高导致传质效率低等问题。

在上述含磷酸的溶液浸出稀土磷矿过程前，含磷酸的溶液与稀土磷矿可根据含磷酸的溶液中磷酸浓度及稀土磷矿成分不同进行合理配比，以使得稀土磷矿中的磷与稀土元素溶出。本发明的一种优选实施例中，含磷酸的溶液与稀土磷矿混合液固比为2～10L：1kg，优选为3～6L：1kg。通过控制酸用量，有利于在降低酸用量的情况下，使磷元素和钙元素生成可溶性磷酸一钙Ca(H₂PO₄)₂进入溶液，高酸度条件下磷酸稀土的溶解度大，有利于磷灰石中稀土浸出进入溶液，上述范围配比有利于磷元素与稀土元素的充分溶出，有利于后续陈化处理，形成磷酸稀土沉淀富集稀土。当矿中还包括独居石时，难溶解的独居石将留在渣中，从而实现稀土元素和磷元素的有效分离回收。

以下将结合具体的实施例进一步说明本发明的有益效果。

下列实施例中，磷酸的质量浓度是以P₂O₅计，盐酸或硝酸是以阴离子摩尔数计。而铁、铝、稀土等元素含量采用ICP测试，并由此计算获得各元素浸出率及回收率，磷测试则采用GBT 1871.1-1995方法，钙测试采用GBT 1871.4-1995方法。

实施例1

以1000g含稀土含量为0.05wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为15％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为10：1，在10℃下反应1h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于60℃下进行陈化处理24h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式析出，经固液分离，得到磷酸一钙溶液和0.71g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的杂质Fe浸出率为3.5％，杂质Al浸出率为2.5％，磷元素的浸出率为95.3％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为57.1％，稀土回收率为81.08％。

实施例2

以1000g含稀土含量为0.2wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为20％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为6：1，在20℃下反应6h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于60℃下进行陈化处理1h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和3.30g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.1％，Al浸出率为3.1％，磷元素的浸出率为96.8％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为52.1％，稀土回收率为85.97％。

实施例3

以1000g含稀土含量为0.2wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为20％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为6：1，在20℃下反应6h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于80℃下进行陈化处理1h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和3.40g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.1％，Al浸出率为3.1％，磷元素的浸出率为96.6％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为53.8％，稀土回收率为91.46％。

实施例4

以1000g含稀土含量为0.3wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为4：1，在30℃下反应3h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于100℃下进行陈化处理0.5h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和4.98g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.2％，Al浸出率为3.2％，磷元素的浸出率为96.5％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为55.3％，稀土回收率为91.80％。

实施例5

以1000g含稀土含量为0.3wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为4：1，在30℃下反应3h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于100℃下进行陈化处理3h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和5.03g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.2％，Al浸出率为3.2％，磷元素的浸出率为96.2％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为55.4％，稀土回收率为92.89％。

实施例6

以1000g含稀土含量为0.5wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为40％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为3：1，在25℃下反应4h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于120℃下进行陈化处理4h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和8.10g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.5％，Al浸出率为3.6％，磷元素的浸出率为95.8％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为56.3％，稀土回收率为91.21％。

实施例7

以1000g含稀土含量为0.5wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为2％，控制体系液固比为4：1，在30℃下反应3h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于120℃下进行陈化处理3h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和8.23g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.7％，Al浸出率为3.8％，磷元素的浸出率为97.1％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为56.8％，稀土回收率为93.49％。

实施例8

以1000g含稀土含量为0.5wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与硝酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计硝酸占混合酸的比例为2％，控制体系液固比为4：1，在30℃下反应3h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于120℃下进行陈化处理3h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和8.26g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.7％，Al浸出率为3.8％，磷元素的浸出率为97.3％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为56.3％，稀土回收率为93.01％。

实施例9

以1000g含稀土含量为0.5wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为15％，控制体系液固比为4：1，在30℃下反应3h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于120℃下进行陈化处理3h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和8.38g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.9％，Al浸出率为4.6％，磷元素的浸出率为98.5％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为56.8％，稀土回收率为95.20％。

实施例10

以1000g含稀土含量为0.5wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为40％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为25％，控制体系液固比为3：1，在25℃下反应4h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于120℃下进行陈化处理4h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和7.2g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为5.0％，Al浸出率为5.0％，磷元素的浸出率为99.2％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为55.9％，稀土回收率为80.50％。

实施例11

以1000g含稀土含量为1wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为50％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为2：1，在60℃下反应0.5h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于130℃下进行陈化处理1h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和16.9g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为8.0％，Al浸出率为6.0％，磷元素的浸出率为95.0％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为47.8％，稀土回收率为80.78％。

实施例12

以1000g稀土含量为7.4wt％的磷矿为原料，其中独居石含量为9.5wt％，采用质量浓度为20％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为6：1，在25℃下反应2h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和205.0g酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于100℃下进行陈化处理1h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀析出，经固液分离，得到磷酸一钙溶液和15.8g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的杂质Fe浸出率为3.3％，杂质Al浸出率为3.0％，磷元素的浸出率为96.5％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为54.8％，稀土回收率为97.80％。

实施例13

以1000g含稀土含量为7.4wt％的磷矿为原料，其中独居石含量为9.5wt％，采用质量浓度为15％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为10％，控制体系液固比为10：1，在20℃下反应8h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和178.0g酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于70℃下进行陈化处理8h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和16.5g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.4％，Al浸出率为4.2％，磷元素的浸出率为98.2％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为52.8％，稀土回收率为98.10％。

实施例14

以1000g含稀土含量为7.4wt％的磷矿为原料，其中独居石含量为9.5wt％，采用质量浓度为15％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为25％，控制体系液固比为8：1，在20℃下反应8h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和154.0g酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于70℃下进行陈化处理12h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和17.3g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为5.0％，Al浸出率为5.0％，磷元素的浸出率为98.9％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为52.5％，稀土回收率为97.75％。

实施例15

以1000g含稀土含量为9.0wt％的磷矿为原料，其中独居石含量为11.9wt，采用质量浓度为15％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸、硝酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为15％，硝酸占15％，控制体系液固比为6：1，在20℃下反应4h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和167.0g酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于150℃下进行陈化处理0.5h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和17.5g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为4.8％，Al浸出率为4.5％，磷元素的浸出率为98.6％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为53.5％，稀土回收率为98.50％。

实施例16

以1000g含稀土含量为14.7wt％的磷矿为原料，其中独居石含量为20.5wt％，采用质量浓度为25％的磷酸溶液(以P₂O₅计)与盐酸混合液对该稀土磷矿进行浸出，其中以阴离子的摩尔数计盐酸占混合酸的比例为10％，控制体系液固比为3：1，在15℃下反应2h，过滤后获得含有稀土的磷酸一钙溶液和258.0g酸浸渣。

对含有稀土的磷酸一钙溶液置于90℃下进行陈化处理2h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式与磷酸一钙溶液分离开来，因而经固液分离，得到磷酸一钙溶液和16.7g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的Fe浸出率为3.8％，Al浸出率为2.9％，磷元素的浸出率为98.4％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为55.7％，稀土回收率为98.30％。

对比例1

以1000g含稀土含量为0.3wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为20％的盐酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为6：1，在30℃下反应4h，过滤后获得含有稀土的溶液和酸浸渣。

对含有稀土的溶液置于120℃下进行陈化处理3h，使稀土元素以磷酸稀土沉淀的形式析出，经固液分离，得到0.5g磷酸稀土沉淀。

经检测，磷矿中的杂质Fe浸出率为68％，杂质Al浸出率为56％，磷元素的浸出率为99.5％；磷酸稀土沉淀中稀土的含量为46.3％，稀土回收率为7.72％。

对比例2

以1000g含稀土含量为0.3wt％的磷矿为原料，采用质量浓度为30％的磷酸溶液对该稀土磷矿进行浸出，控制体系液固比为4：1，在100℃下反应3h，过滤后获得磷酸一钙溶液和65.8g酸浸渣。

经检测，磷矿中的杂质Fe浸出率为54.2％，杂质Al浸出率为43.7％，磷元素的浸出率为96.7％，稀土回收率为96.7％。

从上述实施例1-16与对比例1和2的比较可以看出，本发明的方法对磷和稀土元素的分离效率较高，能够得到较高的稀土元素和磷元素回收率。而且，从实施例1至11可以看出，在相对较低的反应温度下，通过采用含磷酸的溶液浸出稀土磷矿，反应温度对酸浸过程中磷元素的浸出影响较小，而在相对低温下磷酸稀土溶解度较大，有利于稀土的浸出，同时低温能有效抑制磷矿中铁、铝等杂质元素的浸出，使得铁元素和铝元素的浸出率<5％，大大减轻了后续磷酸净化除杂负担，提高了后续陈化过程得到的磷酸稀土沉淀的稀土品位。而且混合酸溶液中的盐酸或硝酸有利于磷灰石的分解，从而提高磷灰石中磷与稀土的浸出率。进一步对含稀土磷酸一钙溶液进行陈化处理，有利于将溶液中含有的稀土元素形成磷酸稀土沉淀，从而实现稀土元素与磷元素的分离。并且，通过控制较高的陈化处理的温度有利于提高稀土的收率及稀土品位，在高温下磷酸稀土溶度积小，有利于使浸出液中的稀土元素以稀土磷酸盐的形式沉淀下来，从而实现稀土元素与磷元素的有效分离。而从实施例12至16可以看出，当稀土磷矿含有独居石时，利用酸浸过程中独居石不溶解，进入渣中富集，实现了磷与独居 石的分离。通过陈化处理将进入溶液中的稀土以磷酸稀土沉淀析出，与酸浸过程不溶解的独居石形成稀土混合渣后共同回收稀土，从而简化了回收步骤，提高了稀土回收率，实现了低成本综合回收稀土的目的。

此外，发明人进一步对实施例13中的酸浸渣和磷酸稀土沉淀进行混合，得到稀土混合渣，并取15g进行稀土元素的回收，具体回收步骤见下列实施例17至23。

实施例17

根据混合渣中磷含量添加含铁渣，控制Fe/P质量比为2.5：1，然后加入质量浓度98％的浓硫酸混合，浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1：1；

将混合物在200℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至4.0，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含有含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.02g/L，P的含量为0.005g/L，Th的含量<0.05mg/L；

采用酸性磷类萃取剂对硫酸稀土溶液进行萃取分离，得到混合氯化稀土化合物或单一稀土化合物；其中，稀土收率为92.5％。

实施例18

根据混合渣中磷含量添加含铁渣，控制Fe/P质量比为2.5：1，然后加入质量浓度95％的浓硫酸混合；浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1：1；

将混合物在250℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至4.0，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含有含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.03g/L，P的含量为0.004g/L，Th的含量<0.05mg/L；

在硫酸稀土溶液中加入碳酸盐沉淀稀土，获得稀土碳酸盐产品，整个工艺过程中稀土的回收率为94.1％。

实施例19

根据混合渣中磷含量添加含铁稀土尾矿以及白云石，控制Fe/P质量比为2.5：1，白云石中Mg和Ca元素与F元素的摩尔比为1：2，然后加入质量浓度99％的浓硫酸混合，浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1：1；

将混合物在500℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至4.0，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含有含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.05g/L，P的含量为0.004g/L，Th的含量<0.04mg/L；

采用酸性磷类萃取剂对硫酸稀土溶液进行萃取分离，得到混合氯化稀土化合物或单一稀土化合物；其中，稀土收率为95.8％。

实施例20

根据混合渣中磷含量添加含铁稀土尾矿以及白云石，控制Fe/P质量比为2：1，白云石中Mg和Ca元素与F元素的摩尔比为1.5：2，然后加入质量浓度99％的浓硫酸混合；浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1.5：1；

将混合物在350℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至4.5，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含有含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.008g/L，P的含量为0.004g/L，Th的含量<0.05mg/L；

其中，硫酸稀土溶液中的稀土收率为94.2％。

实施例21

根据混合渣中磷含量添加含铁稀土尾矿以及白云石，控制Fe/P质量比为4：1，白云石中Mg和Ca元素与F元素的摩尔比为1.5：2，然后加入质量浓度99％的浓硫酸混合；浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1.5：1；

将混合物在350℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用轻烧白云石对含稀土水浸液的pH值调节至4.5，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.01g/L，P的含量为0.007g/L，Th的含量<0.04mg/L；

其中，硫酸稀土溶液中的稀土收率为97.3％。

实施例22

根据混合渣中磷含量添加含铁稀土尾矿以及白云石，控制Fe/P质量比为3.5：1，白云石中Mg和Ca元素与F元素的摩尔比为1：1，然后加入质量浓度99％的浓硫酸，浓硫酸与稀土混合渣的质量比为2：1；

将混合物在400℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氢氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至3.8，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.04g/L，P的含量为0.002g/L，Th的含量<0.05mg/L；

其中，硫酸稀土溶液中的稀土收率为97.5％。

实施例23

根据混合渣中磷含量添加含铁渣以及白云石，控制Fe/P质量比为3：1，白云石中Mg和Ca元素与F元素的摩尔比为1.5：2，然后加入质量浓度99％的浓硫酸混合；浓硫酸与稀土混合渣的质量比为1.5：1；

将混合物在450℃进行焙烧，得到焙烧产物；

对焙烧产物加水浸出，得到含稀土水浸液和水浸渣；

用氢氧化镁对含稀土水浸液的pH值调节至3.8，过滤得到硫酸稀土溶液和滤渣，滤渣中含磷酸铁和磷酸钍沉淀；硫酸稀土溶液中以氧化物计，Fe的含量为0.04g/L，P的含量为0.002g/L，Th的含量<0.05mg/L；

其中，硫酸稀土溶液中的稀土收率为96.1％。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：通过采用含磷酸的溶液浸出稀土磷矿，利用含磷酸溶液中的氢离子使得磷矿中的磷被溶解形成磷酸一钙，同时使稀土元素溶解进入溶液中，形成含有稀土离子、Ca²⁺和H₂PO₄^-的浸出液，并进一步对浸出液进行陈化处理，有利于将浸出液中的稀土离子形成磷酸稀土沉淀而将稀土元素与磷元素分离。并且，控制陈化处理的温度高于酸浸步骤的温度，低温下能有效抑制稀土磷矿中铁、铝等杂质元素的浸出，使得铁元素和铝元素的浸出率<5％，大大减轻了后续的除杂负担；在高温下磷酸稀土溶度积小，有利于使溶于浸出液中的稀土元素以磷酸稀土的形式沉淀下来，从而进一步实现稀土元素与磷元素的有效分离。当稀土磷矿中含有独居石时，在酸浸过程中独居石不溶解而保留在渣中，从而实现稀土元素与磷元素的分离。然后，将磷酸稀土沉淀与酸浸过程产生的含稀土酸浸渣混合，形成稀土混合渣。上述分离方法提高了稀土分离效率，使得磷酸稀土沉淀以及稀土混合渣中稀土含量高，实现了低成本分离稀土的目的，便于后续对稀土元素进一步回收利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。