本发明属于稀土湿法冶金领域，具体涉及一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺。
背景技术：
湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液中进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。目前，稀土行业氧化焙烧后的氟碳铈矿和混合型稀土矿基本采用盐酸浸取、碱反应、水洗脱f、盐酸浸取工艺来进行冶炼。但该工艺存在的缺点是，采用液碱进行碱反应后，需经过大量水洗脱氟，废水排放量大，氟回收处理难度大。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对上述现有氟碳铈矿或混合型稀土矿冶炼过程中因水洗脱氟而造成废水排放量大、氟难以回收的问题，本发明提供一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺，步骤如下：
(1)氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿在0.3-0.5n盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和ⅰ号余渣；
(2)将ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入石灰、水及催化剂进行反应，得到ⅱ号余渣；
(3)往反应釜中加入盐酸，使ⅱ号余渣在0.8-1n盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和ⅲ号余渣。
(4)ⅲ号余渣经浮选分离得到萤石和铈富集物。
本发明将氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿在使用0.3-0.5n盐酸浸取的过程中，稀土铈直接转化为二氧化铈，其余稀土一部分与氯结合得到氯化稀土料液，剩余部分则生成氟化稀土，不溶于水的氟化稀土与二氧化铈构成ⅰ号余渣(反应1)，然后使ⅰ号余渣与石灰、水在催化剂的条件下进行反应，可使氟化稀土转化为氟化钙，同时，生成稀土的氢氧化物沉淀(反应2)，最后再加入盐酸，使稀土的氢氧化物沉淀转化为氯化稀土料液(反应3)，从而得到成分为氟化钙和二氧化铈的ⅲ号余渣，对ⅲ号余渣进行浮选分离得到萤石和铈富集物。
反应1：reof+hcl→ref3+recl3+h2o+ceo2
反应2：
反应3：caf2+re(oh)3+hcl+ceo2→caf2+recl3+h2o+ceo2
进一步地，所述步骤(1)中，反应时间为2-3小时。氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿与0.3-0.5n盐酸反应2-3小时可保证反应完全，即稀土铈全部转化为二氧化铈，同时，其余稀土也全部转化为氟化稀土，或与氯结合得到氯化稀土料液。
进一步地，所述步骤(2)中，石灰的用量为氟碳铈矿或混合型稀土矿重量的10-15％。石灰含量过低，氟化稀土不能全部转化为氟化钙，导致最后铈富集物含有氟和其它稀土杂质，一方面降低品位，另一方面，其它稀土难以回收利用，造成资源浪费。石灰含量过高，使得ⅱ号余渣中含有氢氧化钙沉淀，在最后的盐酸浸取后，氯化稀土料液中会引入氯化钙杂质，不利于氯化稀土料液后续冶炼。
进一步地，所述步骤(2)中，催化剂为氯化钾。氯化钾可加速反应2进行，有利于提高冶炼效率。
进一步地，所述步骤(2)中，氯化钾的用量为氟碳铈矿或混合型稀土矿重量的1-1.5‰。
进一步地，所述步骤(2)在搅拌状态下进行反应，反应时间为8-10小时。搅拌有利于原料混合均匀，提高反应效率，反应8-10小时可保证氟化稀土全部转化为氟化钙，避免铈富集物含有氟等杂质。
进一步地，所述步骤(3)中，反应时间为2-3小时。最后进行盐酸浸取的目的是使稀土的氢氧化物沉淀转化为氯化稀土料液，反应2-3小时即可保证反应完全。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明采用石灰替代液碱，并在催化剂的作用下，使氟转化为萤石，经浮选与铈富集物分离，可省去水洗脱氟的步骤，实现无水排放，解决了现有氟碳铈矿或混合型稀土矿冶炼过程中因水洗脱氟而造成废水排放量大、氟难以回收的问题；
2.本发明由于省去了水洗脱氟的步骤，一方面可缩短工艺流程、降低生产成本，另一方面，节约水资源；
3.本发明通过使氟转化为萤石，萤石可用于生产氢氟酸，或作为助熔剂、矿化剂用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中，可实现氟资源的综合利用，大大提高氟碳铈矿或混合型稀土矿的综合经济效益；
4.本发明的工艺简单、运行成本低，并且操作简洁、绿色环保。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
取200g氧化焙烧后的氟碳铈矿或混合型稀土精矿置于2l平底烧杯中，同时加入0.3n的盐酸反应2小时，得到氯化稀土料液和ⅰ号余渣，将ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入20g石灰和0.2g氯化钾，搅拌反应8小时后得到ⅱ号余渣，再在ⅱ号余渣中加入0.8n的盐酸，反应2小时后得到氯化稀土料液和ⅲ号余渣，ⅲ号余渣浮选分离后，得到萤石30g(纯度92.8％)、铈富集物102g(reo60％)，萤石及铈富集物符合质量标准(纯度、外观、化学指标)。
实施例2
取300g氧化焙烧后的氟碳铈矿或混合型稀土精矿置于2l平底烧杯中，同时加入0.3n的盐酸反应2小时，得到氯化稀土料液和ⅰ号余渣，将ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入36g石灰和0.4g氯化钾，搅拌反应8小时后得到ⅱ号余渣，再在ⅱ号余渣中加入0.8n的盐酸，反应2小时后得到氯化稀土料液和ⅲ号余渣，ⅲ号余渣浮选分离后，得到萤石45g(纯度92.5％)、铈富集物156g(reo60％)，萤石及铈富集物符合质量标准(纯度、外观、化学指标)。
实施例3
取400g氧化焙烧后的氟碳铈矿或混合型稀土精矿置于2l平底烧杯中，同时加入0.3n的盐酸反应2小时，得到氯化稀土料液和ⅰ号余渣，将ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入60g石灰和0.4g氯化钾，搅拌反应8小时后得到ⅱ号余渣，再在ⅱ号余渣中加入0.8n的盐酸，反应2小时后得到氯化稀土料液和ⅲ号余渣，ⅲ号余渣浮选分离后，得到萤石59g(纯度93.2％)、铈富集物198g(reo60％)，萤石及铈富集物符合质量标准(纯度、外观、化学指标)。
实施例4
取500g氧化焙烧后的氟碳铈矿或混合型稀土精矿置于2l平底烧杯中，同时加入0.3n的盐酸反应2小时，得到氯化稀土料液和ⅰ号余渣，将ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入70g石灰和0.7g氯化钾，搅拌反应8小时后得到ⅱ号余渣，再在ⅱ号余渣中加入0.8n的盐酸，反应2小时后得到氯化稀土料液和ⅲ号余渣，ⅲ号余渣浮选分离后，得到萤石78g(纯度91.9％)、铈富集物254g(reo60％)，萤石及铈富集物符合质量标准(纯度、外观、化学指标)。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。