一种独居石磷灰石共生矿的富集方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及独居石共生矿的处理工艺技术领域，确切地说涉及一种独居石磷灰石共生矿的富集方法，本发明广泛适用于各种独居石共生矿的富集，可得到高品质的独居石和憐精矿广品。
【背景技术】
[0002]近年来，由于科技的发展，稀土的需求量越来越大，高强度永磁体、电子显示荧光粉、可再生能源技术和合金工业等领域对稀土的依赖也越来越强。如何确保稀土的稳定供应已经成为当今社会的一个重大挑战。
[0003]在已知的250多种稀土矿物中，独居石是被商业开采的三大主要稀土矿之一，同时也是世界上第二重要的磷酸盐稀土矿，其主要分布在澳大利亚、美国、非洲和中国的白云鄂博等地。独居石中的稀土氧化物含量约为70%，与氟碳铈矿不同的是，其还含有4-12%的钍和少量的铀。
[0004]目前，常用的稀土矿物富集方法主要有重力选矿、磁力选矿、静电选矿和浮选。独居石的存在形式可以为海滨砂石或者脉状矿石，针对海滨砂石形式的独居石可以利用重力选矿和磁力选矿来富集，CN102614978报道了一种通过将重力选矿和磁力选矿联用的方法，分别从海滨砂矿中富集钛铁矿、独居石和锆英石；而对于脉状矿石，常用的方法为浮选，US2610738报道了一种比较经典的浮选方法，W01991016986改进了浮选剂和浮选方法，使得独居石的浮选效果得到了大幅提高。然而，独居石也可与磷灰石矿共生，上述方法均不能有效的将独居石和磷灰石分离。独居石与磷灰石矿共生矿主要存在于澳大利亚、美国和俄罗斯。磷灰石主要用于制备化肥，也可用于提取一些稀土金属。
[0005]目前，特别针对于独居石和磷灰石共生矿的富集方法的研究还不多，传统的富集方法不仅效果低、工艺复杂、同时还容易造成环境污染。因此，找到一种有效的从独居石和磷灰石共生矿中分别富集独居石和磷灰石的方法，成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种独居石磷灰石共生矿的富集方法。该方法能有效的将低品位独居石矿从独居石磷灰石共生矿中分离并富集出来，获得REO>55%的尚品位的独居石精矿，同时还能获得憐精矿。
[0007]本发明的技术目的是通过以下方案实现的:
[0008]—种独居石磷灰石共生矿的富集方法，包括用无机酸用对含稀土和磷灰石的混合精矿进行酸浸，然后液固分离，得到酸浸渣和浸取液，酸浸渣为富集的独居石磷灰石矿物；无机酸与混合精矿的液固比为2.0-5.0，酸过量系数为0.5-3.0，酸浸时，以混合精矿与无机酸的质量之和为基数，按质量百分数，加入0.1?0.3%的絮凝剂。
[0009]本发明中，所述酸过量系数为酸实际用量与理论用量的比值，无机酸与混合精矿的液固比为无机酸与混合精矿的质量比。
[0010]在本发明中，混合精矿的REO—般为3%及以上，其P2O5含量大于36%，对混合精矿进行酸浸处理，能在不伤害独居石矿体的情况下，将磷灰石溶出，得到酸浸液和酸浸渣。这个过程是根据矿物的酸溶性能差异，以低酸度破坏含钙矿物，将酸易溶性矿物诸如磷灰石中的钙和磷从混合精矿中浸出并分离出去，在不破坏独居石晶体结构的情况下，使得磷灰石优先溶出。在溶出过程中，与磷灰石类质同象的稀土也进入浸液当中。
[0011]无机酸与混合精矿的液固比、酸过量系数需根据混合精矿中有效成分的摩尔量比来进行调整。
[0012]一般而言，在稀土矿物选矿或冶金领域，酸浸通常用于稀土金属的浸出，现有技术没有将其用于矿物的选矿，特别是共生稀土矿物的选矿方面上。对于共生矿的选矿而言，重要的是能分别将共生矿中的各种矿物进行分选，或至少是对其中某一种矿物进行选矿，其前提是能够同时将各种矿物进行有效的分选，而不伤害各种矿物矿体和不影响各种矿的选矿品位，或至少不影响其中某一种矿物矿体和不影响该矿物选矿品位。然而，这个前提在共生矿的选矿方面，很难得到满足，特别的，在独居石和磷灰石共生矿的选矿方面，这个前提目前还没有得到现有技术的满足。本发明通过利用酸浸，更重要的是通过控制酸浸过程中的工艺参数，实现了对独居石和磷灰石共生矿中的独居石和磷灰石分别富集的效果，而不伤害该两种矿矿体，同时也不影响该两种矿的尚品品位矿的获得。
[0013]在本发明中，液固比、酸过量系数和絮凝剂添加量对于能否对独居石和磷灰石共生矿进行有效富集乃至能否富集来说，是至关重要的。酸过多可造成独居石部分进入浸液中，造成后续独居石的选矿效果差，难以获得较好品位的精矿，而酸过少则不仅难以使得磷灰石有效浸出，同时也不能较好的将独居石矿表面的钙成分溶出，不利于后续独居石的选矿效果。另外，絮凝剂的常规作用是沉淀物质，在本发明中，絮凝剂选择和用量对于酸与矿体的接触时间还具有重要作用，沉淀效果不佳会使得酸与矿体作用时间增强，不仅使得独居石进入浸液，还有可能因酸浸时间过长，对矿体造成破坏。本发明对现有技术的贡献在于，通过控制液固比、酸过量系数和絮凝剂添加量，实现了独居石和磷灰石的有效分离，并可有效分别富集该两种矿物，不但解决了该两种矿物难以分离的问题，同时还可以在此基础上对该两种矿物进彳丁进一步选矿，获得尚品位的精矿。
[0014]需指出的是，本发明特别适合于低品位独居石和磷灰石共生矿的富集，但重要的是，本发明方法并不局限于低品位独居石和磷灰石共生矿的富集，而适用于任何品位的独居石和磷灰石共生矿的富集，只是对于低品位独居石和磷灰石共生矿而言，富集效果最为显著而已。
[0015]酸浸液可替代无机酸对独居石磷灰石进行处理。
[0016]酸浸液的主要成分为钙、稀土、铁、镭、铀等可溶性离子，经除杂净化提纯可得卤盐、磷酸盐、稀土、铁化合物、镭盐、铀渣等产品。净化提纯余液采用硫酸沉淀法再生无机酸。酸浸渣为REO含量为10%_30%左右的独居石磷灰石共生矿。此步骤的作业回收率一般为80%。混合精矿与无机酸的反应过程如下:
[0017]以盐酸为例，对混合精矿进行化学选矿时，含有下列反应:
[0018]Ca5 (PO4) 3F+ 1HCl = 5CaCl2+3H3P04+HF
[0019]CaC03+2HCl = CaCl2+H20+C02T
[0020]CaF2+2HCl = CaCl2+2HF[0021 ]酸浸处理后，酸浸渣中，独居石磷灰石的品位提高，若对酸浸渣进行再次浮选，由于经过有酸浸过程之后，浮选剂能充分与独居石矿物发生作用，一般可得REO含量大于55 %的独居石精矿。使独居石矿物的回收率达到85%以上。
[0022]所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和/或明胶。
[0023]优选的，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和明胶，聚丙烯酰胺与明胶的质量比为2:1。
[0024]优选的，所述混合精矿是对原矿进行磨矿第一浮选和/或磁选后得到的固相物。浮选、磁选、或浮选结合磁选得到的精矿是最适宜进行本发明的酸浸处理。
[0025]所述酸为!1(:1、冊匕!11、_03和113?04中的至少一种；优选11(:1或!13?04，或11(:1与!13?04的混合物，当无机酸为HCl与H3PO4的混合物时，HCl和H3PO4的体积比为2:1。酸用量要根据混合精矿中的含钙矿物中的Ca含量来确定。通过无机酸浸出可使磷灰石中钙盐形成可溶性离子进入浸液，达到降低混合精矿中Ca的品位。
[0026]优选的，酸浸时反应体系液相温度为不低于20°C，按质量百分数计，加入0.1%-
0.3%的絮凝剂。温度越低，反应的时间也就越长，生产的成本也就相应增加，在不低于20°C的酸浸温度下，