专利名称：独居石渣有价成分的分离方法
技术领域：
本发明涉及一种放射性废渣中有价元素的分离方法，具体地说是一种独居石渣有价成分的分离方法，特别是涉及一种将独居石渣中有价成分分离成液相(含有铀、钍、稀土的溶液)和固相(含有独居石、锆英石、金红石等有用矿物的滤渣)的方法。
背景技术：
独居石是我国稀土工业四大主要原料之一。独居石主要蕴藏于广东、广西、海南岛的海滨砂矿中，主要与锆、钛等矿物伴生，内陆也有独居石矿，如湖南岳阳的筻口就有一个特大型的独居石矿。独居石属于轻稀土矿，目前的生产工艺是独居石精矿经碱分解，从料液中提取有用的稀土和磷，剩下的固态产物中含有约16 28 %的ThO2、0. 6 I. 2 %的U和9 20 %的RE0，还有未被分解的独居石、锆英石、金红石等有用矿物。因其中含量最多 的钍没有找到大的用途，这些资源的回收未被重视，而成了一堆让人头疼的放射性废渣，不 利于环保管理，也成了以独居石为原料的稀土厂生存和发展难以逾越的障碍。目前，全国已有约5万吨独居石渣，每年还有近I万吨矿渣产出，如管理不规范，将会对环境造成极大的危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种独居石渣有价成分的分离方法，特别是一种将独居石渣中有价成分分离成液相(含有铀、钍、稀土的溶液)和固相(含有独居石、锆英石、金红石等有用矿物的滤渣)的方法。本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种独居石渣有价成分的分离方法，它包括下列步骤
⑴酸浸按独居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，将独居石渣加入到浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时,虹吸上清液得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液；
⑵压滤将虹吸上清液后的料浆用泵打入板框压滤机压滤至无溶液流出，滤液与步骤⑴中的上清液合并；
⑶水洗将板框压滤机的滤渣加水洗涤，至滤液pH值2 3时停止进水，压干滤渣，水洗液与步骤⑴中的上清液合并，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液和含有独居石、锆英石等矿石及残留铀、钍、稀土化合物的滤渣。为提高有价元素铀、钍、稀土回收率，本发明在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液。本发明在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C IOO0C，搅拌O. 5小时 I小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液。由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，对独居石渣采用低酸、低温浸出，液相和固相容易分离；采用选矿工艺对二次渣进行选矿并碱分解后，可实现铀、钍、稀土的闭路循环回收；同时，还可循环利用萃取余液废酸，减少废水排放，降低硫酸和新水消耗以及废水处理费用，降低生产成本，有价元素铀、钍、稀土的回收率可大于97 %，可实现整个工艺中无放射性废水、废渣排出。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例I :
一种独居石渣有价成分的分离方法，它包括下列步骤
⑴酸浸按独居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，将独居石渣加入到浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时,虹吸上清液得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液；
本实施例按独居石渣(kg):酸(L) =1 10的比例，将独居石渣(H2O 30. 80 %，ThO2 % 24. 2 %，REO % 9. 65 %，U % 0. 77 % )加入盛装有浓度为O. 25mol/L硫酸溶液的反应釜中，加热至55°C，搅拌5小时，冷却静置澄清至上清液清亮，静置时间为5h，虹吸上清液至储槽中，固相留反应釜中。⑵压滤将虹吸上清液后的料浆用泵打入板框压滤机压滤至无溶液流出，滤液与步骤⑴中的上清液合并；
⑶水洗将板框压滤机的滤渣加水洗涤，至滤液pH值2 3时停止进水，压干滤渣，水洗液与步骤⑴中的上清液合并，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液和含有独居石、锆英石等矿石及残留铀、钍、稀土化合物的滤渣。本实施例用水洗涤滤渣，至滤液pH值3时停止进水，压干滤渣，洗涤滤液送至储槽中，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液，搅拌混匀，取样分析，计算得出铀的浸取率为78%，钍的浸取率为80 %，稀土的浸取率为45 %。本发明可对步骤⑶得到的含有铀、钍、稀土的清亮水溶液采用离子交换吸附法从中提取铀，得到固体重铀酸钠和含钍和稀土的溶液；采用萃取法从上步含钍和稀土的溶液中提钍，得到固体氢氧化钍和稀土溶液；采用萃取法从上步稀土溶液中提取稀土，得到氯化稀土溶液和废酸溶液；为减少工业废水排出，节约生产成本，本发明还可将产生的废酸溶液即萃余液返回步骤⑴作酸浸液用。本发明可对步骤⑶得到的滤渣通过重选、电选、磁选得到品位为60 %的独居石精矿，60 %的锆英石精矿和尾矿，独居石精矿送独居石精矿处理工艺处理，锆英石精矿可直接销售。独居石精矿处理工艺所产独居石渣又可送入步骤⑴处理，如此实现放射性物质闭路循环回收，生产工艺中无放射性废渣排出。尾矿经碱分解一水洗一酸溶一压滤，得含铀、钍、稀土的滤液和滤渣，滤液返回独居石精矿处理工艺处理，实现闭路循环；所产滤渣为非放射性废渣排出。实施例2:为提高有价元素铀、钍、稀土回收率，本发明在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液。本实施例在步骤⑴后，按独居石渣(kg):酸(L)=I 2的比例，将浓度为O. 25mol/的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至60°C，搅拌5小时，冷却静置澄清6小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应釜中。本发明在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C IOO0C，搅拌O. 5小时 I小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液。本实施例在二次酸浸后，按独居石渣(kg):酸(L)=I 1的比例，将浓度为O. IOmol/ L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至50°C，搅拌O. 5小时，冷却静置澄清4小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。取样分析，铀的浸取率为82. 5 %，钍的浸取率为86 %，稀土的浸取率为58. 8 %。余同实施例I。实施例3:
本实施例在步骤⑴中，按独居石渣(kg):酸(L)=I : 12的比例，将独居石渣加入盛装有浓度为O. 25mol/L硫酸溶液的反应釜中，加热至60°C，搅拌6小时，冷却静置澄清至上清液清亮，静置时间为6h，虹吸上清液至储槽中，固相留反应釜中。本发明为提高有价元素铀、钍、稀土回收率，本发明在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L)=I: I. 5的比例，将浓度为O. 35mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至80°C，搅拌5小时，冷却静置澄清6小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。本发明在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，将浓度为
O.IOmoI/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至80°C，搅拌I. O小时，冷却静置澄清8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。本发明在步骤⑶中，用水洗涤滤渣，至滤液pH值2. 5时停止进水，压干滤渣，洗涤滤液送至储槽中，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液，搅拌混匀，取样分析，计算得出铀的浸取率为83. 5 %，钍的浸取率为87. 2 %，稀土的浸取率为61.0%。余同实施例I。实施例4
本实施例在步骤⑴中，按独居石渣(kg):酸(L)=I 8的比例，将独居石渣加入盛装有浓度为O. 3mol/L硫酸溶液的反应釜中，加热至65°C，搅拌7小时，冷却静置澄清至上清液清亮，静置时间为7h，虹吸上清液至储槽中，固相留反应釜中。本发明为提高有价元素铀、钍、稀土回收率，本发明在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L)=I:3的比例，将浓度为O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至90°C，搅拌5小时，冷却静置澄清6小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。本发明在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，将浓度为
O.25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至90°C，搅拌I. O小时，冷却静置澄清8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。本发明在步骤⑶中，用水洗涤滤渣，至滤液pH值2. O时停止进水，压干滤渣，洗涤滤液送至储槽中，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液，搅拌混匀，取样分析，计算得出铀的浸取率为85. 5 %，钍的浸取率为88. O %，稀土的浸取率为65. 5 %。余同实施例I。
实施例5:
本实施例在步骤⑴中，按独居石渣(kg):酸(L)=I 7的比例，将独居石渣加入盛装有浓度为O. 45mol/L硫酸溶液的反应釜中，加热至70°C，搅拌8小时，冷却静置澄清至上清液清亮，静置时间为8h，虹吸上清液至储槽中，固相留反应釜中。在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L)=I:3的比例，将浓度为O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至90°C，搅拌5小时，冷却静置澄清8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应釜中。本发明在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例，将浓度为
O.25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至90°C，搅拌I. O小时，冷却静置澄清8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液，固相留反应爸中。本发明在步骤⑶中，用水洗涤滤渣，至滤液pH值3. O时停止进水，压干滤渣，洗涤滤液送至储槽中，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液，搅拌混匀，取样分析，计算得出铀的浸取率为88. 5 %，钍的浸取率为89. O %，稀土的浸取率为67. O %。余同实施例I。
权利要求
1.一种独居石渣有价成分的分离方法，其特征是它包括下列步骤 ⑴酸浸按独居石渣(kg):酸(L)=I: I 15的比例，将独居石渣加入到浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时,虹吸上清液得到含有铀、娃、稀土有价元素的溶液； ⑵压滤将虹吸上清液后的料浆用泵打入板框压滤机压滤至无溶液流出，滤液与步骤⑴中的上清液合并； ⑶水洗将板框压滤机的滤渣加水洗涤，至滤液PH值2 3时停止进水，压干滤渣，水洗液与步骤⑴中的上清液合并，得到含有铀、钍、稀土的清亮水溶液和含有独居石、锆英石等矿石及残留铀、钍、稀土化合物的滤渣。
2.根据权利要求I所述的独居石渣有价成分的分离方法，其特征是在步骤⑴后进行二次酸浸，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C 100°C，搅拌5小时 8小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液。
3.根据权利要求2所述的独居石渣有价成分的分离方法，其特征是在二次酸浸后进行酸洗，按独居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例，将浓度为O. IOmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料浆中，加热至40°C 100°C，搅拌O. 5小时 I小时，冷却静置澄清4小时 8小时，虹吸上清液与步骤⑴所得上清液合并得到含有铀、钍、稀土有价元素的溶液。
全文摘要
本发明公开了一种独居石渣有价成分的分离方法，特别是一种将独居石渣中有价成分分离成液相(含有铀、钍、稀土的溶液)和固相(含有独居石、锆英石、金红石等有用矿物的滤渣)的方法，其特征是它包括下列步骤酸浸、压滤、水洗，本发明对独居石渣采用低酸、低温浸出，液相和固相容易分离；采用选矿工艺对二次渣进行选矿并碱分解后，可实现铀、钍、稀土的闭路循环回收；同时，还可循环利用萃取余液废酸，减少废水排放，降低硫酸和新水消耗以及废水处理费用，降低生产成本，有价元素铀、钍、稀土的回收率可大于97﹪，可实现整个工艺中无放射性废水、废渣排出。
文档编号C22B59/00GK102925681SQ20121048954
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者王 琦, 陈月华, 崔震, 任萍, 许鸽鸣, 郭卫权, 朱焱 申请人:益阳鸿源稀土有限责任公司