一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，属于湿法冶金及资源综合回收利用领域。
【背景技术】
[0002]包头白云鄂博矿是我国最大的铁、稀土、铌等多金属混生的矿床，除了含有大量的铁与稀土外，还有大量铌、硅等资源，其中，铌的工业储量占我国铌总储量的95%，居世界第二，而硅的工业储量是铌储量的20倍以上。但由于包钢现有的工艺是以开发利用铁与稀土为主，而铌、硅等资源并没有得到充分的利用，大量的铌、硅以及未选净的稀土资源被堆积在尾矿坝，造成了资源的极大浪费。
[0003]专利CN 102181643 A是采用选矿的方法提取稀选尾矿中的稀土;CN 103359744 A是采用碱熔的方法以稀选尾矿为原料，制备白炭黑；CN 103361495 A提供了一种从稀选尾矿中提取铌的方法，这些专利以不同的方式对稀选尾矿中的单一资源进行了回收，工艺各有侧重，无法融合，并难以形成完整的工艺。因此，为了有效利用白云鄂博矿中的稀土、铌、硅资源，发明一种高效、经济的综合回收的方法势在必行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种操作简单、零排放、能耗少和成本低的综合回收白云鄂博尾矿中铌、硅、稀土的方法。
[0005]本方法以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，制备了草酸稀土、铌富集物、纳米氧化硅三类产品。
[0006]技术解决方案如下:
本发明包括以下步骤:(I)以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，用无机酸对原料酸浸，浸出原料中的稀土及易溶于酸的杂质(铁、铝、稀土等)，得到酸浸液与酸浸渣，其中:无机酸的浓度为:l_6mol/L，矿与酸的质量体积比为1:3-1:9; (2)将酸浸液的pH值调至1.5_2.5，用草酸沉淀稀土；(3)将酸浸渣在500-900°C的温度下焙烧2-6h;(4)将步骤3中的焙烧矿用10?30at%的氢氧化钠溶液在80-100°C的温度下浸出2-5h，过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液，其中:浸出时矿与碱的质量比为1:0.5-1:1.5; (5)将步骤(4)得到的滤液的pH值调至IJ8-9，过滤、干燥，SP得纳米氧化硅粉体。
[0007]本发明所述的原料是白云鄂博矿经选铁、稀土得到的尾矿或白云鄂博矿经选铌得到的铌精矿，其中稀土(REO)的含量范围为:2?? at%，铌(Nb2O5)的含量范围为0.08?5 at%，硅(S12)的含量范围为:37?50 at%。
[0008]步骤(I)中所述的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
[0009]步骤(2)所述的调节酸浸液pH值所使用的料液最初为氢氧化钠溶液，在循环生产后采用步骤(4)得到的碱洗液。
[0010]步骤(2)中草酸与稀土的质量比为:1:1?3:1。
[0011]步骤(5)中调节滤液pH值所用的料液为盐酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化铵中的一种或几种。
[0012]本发明的有益效果是:1.采用本发明后，尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收。铌富集物中铌的品位达到20%以上，稀土的回收率达到99%，硅的回收率达到90%以上。2.采用稀碱液浸出，相较于传统的浓碱液熔融的方法，碱的用量降低了60%，同时碱洗液回用，无废水产生。3.相对于现有工艺或专利，本发明成本低，设备简单，操作场所安全环保。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1.取50g铌精矿，铌的含量为2.38 at%，稀土的含量为3.86 at%，硅的含量为49.2 at%，用360ml、2mol/L的盐酸在80°C的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液的pH调至1.5，加入5.8g草酸，制的3.9g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中700°C焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在300ml、25 at%的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为22 at%;用乙酸乙酯与盐酸缓慢调节碱浸液的pH值，得到粒度为dso为80nm的氧化硅。
[0015]实施例2.取50g铌精矿，铌的含量为:5.0&丨％，稀土的含量为4.1 at%，硅的含量为35 at%，用360ml、2mo 1/L的盐酸在80 °C的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液的pH调至1.5，加入7.5g草酸，制的4.9g草酸稀土;然后将酸浸渣在马弗炉中600 °C焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在200ml、25 at%的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中银的含量为25 at%；用盐酸缓慢调节碱浸液的pH值，得到dso为150nm的氧化娃。
[0016]实施例3.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料，铌的含量为:0.92at%，稀土的含量为3.2 at%，硅的含量为21 at%，用5001111、211101/1的盐酸在80°(:的温度下浸出311，得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液Ph值调到2，加入3g草酸，得到3.5g草酸稀土;将酸浸渣马弗炉中8000C焙烧5h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在300ml、30 &七％的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为20 &丨％;用乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值，得到粒度为dso为88nm的氧化娃。
[0017]实施例4.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料，铌的含量为:0.92at%，稀土的含量为3.2 at%，硅的含量为21 at%，用3001111、311101/1的盐酸在80°(:的温度下浸出311，得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液Ph值调到1.5，加入3g草酸，得到3.4g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中800 0C焙烧5h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在800ml、5&七％的稀碱液浸出5h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为12 at%;用氯化铵缓慢调节碱浸液的pH值，得到d50为200nm的氧化硅；由于碱液浓度过低，得到碱饼中铌的品位达不到20%。
[0018]实施例5.取30g铌精矿，铌的含量为:2.85 at%，稀土的含量为3.53 at%，硅的含量为45.2 at%，用200ml、4mo VL的盐酸在100 °C的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液Ph值调到2，加入3g草酸，得到2.0g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中900°C焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿;将焙烧矿在360ml、12 at°/c^稀碱液浸出5h，得到富铌的碱饼与碱浸液， 碱饼中铌的含量为21乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值，得到d5Q为85nm的氧化硅。
【主权项】
1.一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:包括以下步骤:(1)以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，用无机酸对原料酸浸，得到酸浸液与酸浸渣，其中:无机酸的浓度为:l-6mol/L，矿与酸的质量体积比为1:3-1:9; (2)将酸浸液的pH值调至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；(3)将酸浸渣在500-900°C的温度下焙烧2-6h;(4)将步骤3中的焙烧矿用10?30at%的氢氧化钠溶液在80-100°C的温度下浸出2_5h，过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液，其中:浸出时矿与碱的质量比为1:0.5-1:1.5; (5)将步骤(4)得到的滤液的pH值调到8-9，过滤、干燥，即得纳米氧化硅粉体。2.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:所述的原料是白云鄂博矿经选铁、稀土得到的尾矿或白云鄂博矿经选铌得到的铌精矿，其中稀土(REO)的含量范围为:2?7 at%，铌(Nb2O5)的含量范围为0.08?5 at%，硅(S12)的含量范围为:37?50 at% ο3.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:步骤(I)中所述的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:步骤(2)所述的调节酸浸液pH值所使用的料液最初为氢氧化钠溶液，在循环生产后采用步骤(4)得到的碱洗液。5.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:步骤(2)中草酸与稀土的质量比为:1:1?3:1。6.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，其特征是:步骤(5)中调节滤液pH值所用的料液为盐酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化铵中的一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法其特征是：包括以下步骤：（1）以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，用无机酸对原料酸浸，得到酸浸液与酸浸渣；（2）将酸浸液的pH值调至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；（3）将酸浸渣在500-900℃的温度下焙烧2-6h；（4）将步骤3中的焙烧矿用氢氧化钠溶液浸出，过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液；（5）将步骤（4）得到的滤液的pH值调到8-9，过滤、干燥，即得纳米氧化硅粉体。其优点是：尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收；采用稀碱液浸出，相较于传统的浓碱液熔融的方法，碱的用量降低了60%，同时碱洗液回用，无废水产生。
【IPC分类】C22B3/06, C22B59/00, C22B3/44, C22B3/12, C22B34/24, C01B33/18
【公开号】CN105624396
【申请号】CN201511015193
【发明人】赵文怡, 张旭霞, 马志鸿, 刘玉宝, 崔建国, 张丞, 侯睿恩, 郝肖丽, 刘铃声, 王艳, 贾涛
【申请人】瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日