一种氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺的制作方法

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺，尤其涉铝酸钠溶出控制、氟化物溶出、二氧化碳沉淀氟化铝。

背景技术：

氟碳铈矿是世界上储量最大且目前开采量和使用量最大的稀土矿产资源，目前约70％的稀土原料产自氟碳铈矿。现今稀土行业含氟稀土矿物主要是氟碳铈矿和包头混合稀土精矿，冶炼四川氟碳铈矿主要采用氧化焙烧盐酸浸取工艺。氧化焙烧盐酸浸取工艺可直接溶出矿中30％-35％reo，进入少铈氯化稀土产品。而该工艺处理氟碳铈矿仍有大量高价值的非铈稀土进入富铈渣，造成高价元素低值利用。且忽视了氟碳铈矿中氟的大量存在对稀土浸取工艺的严重影响，产生了高消耗、高排放的问题。以往对氟碳铈矿浸取工艺的研究，仅停留在将矿中氟作为“杂质”除去，不仅浪费自然资源，转移出来的氟处理不当，还可能造成严重的氟的二次污染。

矿物贫化是大趋势，矿山原矿贫化导致选矿过程铝富集。因此在盐酸体系提高氟的利用率，废水除氟循环利用降低生产成本，矿物中氟铝资源综合利用是氧化焙烧-盐酸浸出工艺亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了消除含氟废水排放、资源综合利用的问题，提供有一种氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺。

本发明为了实现上述目的，具体采用以下技术方案：

一种氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺，其特征在于，以氟碳铈矿经过氧化焙烧-盐酸浸出-碱转-盐酸浸出得到二优渣，以氟碳铈矿经过酸洗除钙-盐酸浸出-碱分解-中和净化得到调值渣(因在中和净化时，钍溶出少，所以称之为调值渣)，其工艺包括以下步骤：

步骤s1，将铝土矿(其他矿种)或含铝固废(调值渣或其他行业产生含铝固废)溶解于氢氧化钠溶液中形成铝酸钠溶液；将调值渣加入氢氧化钠溶液进行碱转化得到调值渣碱转废水；将二优渣加入氢氧化钠溶液进行碱转化得到二优渣碱转废水；

步骤s2，将调值渣碱转废水、二优渣碱转废水和铝酸钠溶液混合均匀，并进行二氧化碳沉淀，对沉淀物进行洗涤干燥得到氟化铝产品。

进一步地，以氟碳铈矿经过酸洗除钙-盐酸浸出-碱分解-中和净化后，因钍溶出少，所产生的渣称为调值渣；调值渣中铝含量含量为3％-10％。

进一步地，所述步骤s1中铝土矿或含铝固废溶解于氢氧化钠溶液后余碱为5-40g/l，将调值渣进行碱转废水后余碱为5-40g/l。

进一步地，所述步骤s1中进行碱转化的条件为氢氧化钠溶液浓度为60-150g/l、碱转时长为4-10小时。

进一步地，所述步骤s1中进行碱转化的最佳条件为氢氧化钠溶液浓度为90g/l、碱转时长为6小时。

进一步地，所述步骤s2中，调值渣碱转废水、二优渣碱转废水和铝酸钠溶液混合时，铝酸钠溶液中铝的摩尔含量与二优渣碱转废水和调值渣碱转废水混合后废水中氟摩尔含量的比例为3:1时效果最佳。

进一步地，所述步骤s2中，调值渣碱转废水与二优渣碱转废水混合后的混合物中，含氟量在10g/l左右。

进一步地，所述步骤s2中，采用氟碳铈矿氧化焙烧后产生的转窑尾气进行二氧化碳沉淀。

进一步地，进行二氧化碳沉淀时，沉淀终点的ph为8-12。

本发明的有益效果如下：

1.通过本发明，引入已被废弃的铝土矿或含铝固废与氟碳铈矿经过工艺得到的二优渣碱转废水和调值渣碱转废水，采用二氧化碳沉淀方法除去废水中的氟，可使氟碳铈矿精矿中的铝元素70％-80％得到有效利用，氟元素85％-95％得到有效利用，同时也减少了二氧化碳排放。

2.使用本发明工艺，运行成本低，操作简洁，绿色环保。

附图说明

构成本申请的一部分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为本发明氧化焙烧-盐酸浸出工艺流程图；

图2为本发明酸碱联合法分解氟碳铈矿工艺流程图；

图3为本发明氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面将结合具体的实施例来进一步说明本发明的有益效果。

一种氟碳铈矿中氟和铝的综合利用工艺，其特征在于，以氟碳铈矿经过氧化焙烧-盐酸浸出-碱转-盐酸浸出得到二优渣，以氟碳铈矿经过酸洗除钙-盐酸浸出-碱分解-中和净化得到调值渣(在中和净化时，钍溶出少，所以称之为调值渣)，其工艺包括以下步骤：

步骤s1，将铝土矿(其他矿种)或含铝固废(调值渣或其他行业产生含铝固废)溶解于氢氧化钠溶液中形成铝酸钠溶液；将调值渣加入氢氧化钠溶液进行碱转化得到调值渣碱转废水；将二优渣加入氢氧化钠溶液进行碱转化得到二优渣碱转废水；铝土矿或含铝固废溶解于氢氧化钠溶液后余碱为5-40g/l，将调值渣进行碱转废水后余碱为5-40g/l，进行碱转化的条件为氢氧化钠溶液浓度为60-150g/l、碱转时长为4-10小时。。

步骤s2，将调值渣碱转废水、二优渣碱转废水和铝酸钠溶液混合均匀，并进行二氧化碳沉淀，对沉淀物进行洗涤干燥得到氟化铝产品。调值渣碱转废水、二优渣碱转废水和铝酸钠溶液混合时，二优渣碱转废水和调值渣碱转废水混合后废水中氟摩尔含量与铝酸钠溶液中铝的摩尔含量的比例最佳状态为3：1。沉淀时，采用氟碳铈矿氧化焙烧后产生的转窑尾气进行二氧化碳沉淀，且沉淀终点的ph为8-12。

实施例1

取1000ml氟：11g/l含氟碱转废水置于2000ml烧杯中，取15.37克氧化铝含量80％的铝土矿使用氢氧化钠溶解反应温度160摄氏度反应3小时余碱15g/l，固液分离制得铝酸钠溶液。将制得铝酸钠溶液与含氟碱转废水混合并引入二氧化碳反应2小时，检测溶液：ph＝10，固液分离、洗涤干燥得到氟化铝粉末含氟量55％。

实施例2

取500ml氟：8g/l铝：1.5g/lnaoh:15g/l调值渣碱转废水和500ml氟：11g/l含氟碱转废水置于2000ml烧杯中，取15.37克氧化铝含量80％的铝土矿使用氢氧化钠溶解反应温度160摄氏度反应3小时余碱20g/l，固液分离制得铝酸钠溶液。将制得铝酸钠溶液与含氟碱转废水混合并引入二氧化碳反应2.5小时，检测溶液：ph＝9，固液分离、洗涤干燥得到氟化铝粉末含氟量27％。

实施例3

取1000ml氟：9g/l铝：1.35g/lnaoh:25g/l调值渣碱转废水置于2000ml烧杯中，取15.37克氧化铝含量80％的铝土矿使用氢氧化钠溶解反应温度160摄氏度反应3小时余碱10g/l，固液分离制得铝酸钠溶液。将制得铝酸钠溶液与含氟碱转废水混合并引入二氧化碳反应1.5小时，检测溶液：ph＝1，固液分离、洗涤干燥得到氟化铝粉末含氟量45％。

实施例4

取500ml氟：8g/l铝：1.5g/lnaoh:15g/l调值渣碱转废水和500ml氟：11g/l含氟碱转废水置于2000ml烧杯中，取15.37克氧化铝含量80％的铝土矿使用氢氧化钠溶解反应温度160摄氏度反应3小时余碱25g/l，固液分离制得铝酸钠溶液。将制得铝酸钠溶液与含氟碱转废水混合并引入二氧化碳反应3.5小时，检测溶液：ph＝8，固液分离、洗涤、使用氢氟酸氟化，洗涤、干燥得到氟化铝粉末含氟量66％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。