一种混合型稀土精矿或氟碳铈精矿制备氯化稀土的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种混合型稀土精矿或氟碳铺精矿制备氯化稀土的方法，属于湿法冶金领域。
【背景技术】
[0002]包头混合型稀土精矿中主要是氟碳铈矿(REFCO3)和独居石(REPO4)两种矿物的共生矿物，与其伴生的还有萤石、方解石、磷灰石等矿物。该矿矿物组成复杂，嵌布粒度细，是典型的难分解难冶炼矿物。
[0003]目前，工业生产中以北京有色金属研究总院自主开发的第三代浓硫酸焙烧工艺为主，氢氧化钠分解法为辅。浓硫酸焙烧法的主要优点是稀土品位要求低，工艺简单，流程短，便于大规模生产，但是随着国家对资源综合利用和环保问题的重视，该工艺存在的问题也越来越突出:多种有价元素得不到有效回收，三废污染问题难以根本解决，钍以焦磷酸盐的形式存在，很难处理和回收，必须专门存放。由于该工艺自身存在的缺陷及国家对三废污染排放的要求越来越严格，浓硫酸焙烧工艺面临即将被淘汰的边缘，亟需开发一种清洁高效的新冶炼技术所替代。
[0004]包头混合稀土精矿另外一种重要的冶炼工艺是氢氧化钠分解法。该工艺首先需要化选除钙，然后水洗过滤，再用液碱分解，然后水洗除去碱、磷酸钠、氟化钠等可溶性盐，最后盐酸浸出得到氯化稀土溶液。该工艺与酸法工艺相比较，是一种清洁、高效、资源综合回收的工艺，但是存在以下主要问题:工艺操作过程不连续，耗碱量大，水资源浪费大，生产成本高，设备腐蚀严重等。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种清洁高效并能综合回收各种有价元素的混合稀土精矿或氟碳铈精矿制备氯化稀土的方法，该方法省去了能耗较高的焙烧环节，综合回收有价元素，稀土回收率高，无三废污染。
[0006]本发明目的是以下方式实现:
混合稀土精矿或氟碳铺精矿制备氯化稀土的方法主要技术步骤包括:首先将混合稀土精矿或氟碳铈矿直接进行盐酸浸出，然后采用氢氧化钠对酸浸渣进行碱分解，碱分解时的温度控制在150?250°C，时间I?2小时;最后经水洗、酸浸、中和，得到的中和液即为氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即为铁钍渣。
[0007]本发明采用盐酸浸出:将REO为62%?70%的混合稀土精矿或氟碳铈矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度6?12mol/L，固液比为I: 1.5?10，浸出温度为70?100°C，时间卜3小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I进行封存备用。
[0008]进一步:碱分解过程中氢氧化钠的质量浓度为50%?75%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:0.7?1.5。最后经水洗、酸浸、中和，得到的中和液即为氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即为铁钍渣。
[0009]所述的混合稀土精矿或氟碳铈精矿是REO品位在62%?70%之间的氟碳铈矿和独居石矿的混合型稀土精矿或单独的氟碳铈矿。
[0010]本发明的优点
1.该工艺省去了传统酸法工艺中的焙烧阶段，降低了能耗，不会产生大量硫和氟的酸性气体和氨氮废水，有利于劳动防护和环境保护。
[0011]2.该工艺实现了资源的综合回收利用，水洗液中可以回收氢氧化钠用作碱分解的原料，同时回收的氟化钠和磷酸钠达到了国家标准，钍以钍富集物的形式存在，可以用作提钍的原料。
[0012]该工艺耗碱量少，成本低，稀土回收率高，且适用于氟碳铈矿和独居石矿的混合型稀土精矿或单独的氟碳铈矿。
[0013]本发明采用直接浸出的方法，不仅实现了稀土浸出的高回收率，同时达到了氟碳铈矿和独居石分离的目的，对独居石再进一步进行碱分解处理。整个工艺合理安排各个操作阶段，省去了能耗较高的焙烧环节，综合回收有价元素，稀土浸出率高，杜绝三废污染。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体实施例详细介绍本发明的技术方案，但本发明的权利要求不局限于下面的实施例。
[0016]实施例1
(I)盐酸浸出:取5kg REO为62.5%的以氟碳铈矿和独居石矿为主的混合型稀土精矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度6mol/L，固液比为1:3，浸出温度为80°C，时间2小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )碱分解:采用氢氧化钠对第(I)步得到的酸浸渣I进行碱分解，氢氧化钠的浓度为70%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:1，碱分解时的温度控制在230°C，时间I小时；
(3)水洗:用普通工业用水对碱分解矿物进行水洗，水洗温度为80°C，水洗至pH=8时过滤；
(4)酸浸:将第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合搅拌，温度控制在80°(3，固液比为1:5;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中缓慢加入浓度10%的氨水溶液，搅拌，温度控制在60°C，调整pH至4.0，搅拌时间为0.5小时，得到的中和液即为氯化稀土溶液，REO含量为235.74g/L，稀土收率为96.15%，得到的中和渣即为铁钍渣，固封保存。
[0017]实施例2
(I)盐酸浸出:取5kg REO为65.85%的氟碳铈精矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度8mol/L，固液比为I: 2.5，浸出温度为80°C，时间1.5小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I;
(2 )碱分解:采用氢氧化钠对第(I)步得到的酸浸渣I进行碱分解，氢氧化钠的浓度为65%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:1，碱分解时的温度控制在220°C，时间I小时；
(3)水洗:用普通工业用水对碱分解矿物进行水洗，水洗温度为60°C，水洗至pH=8.5时过滤；
(4)酸浸:将第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合搅拌，温度控制在60°(3，固液比为1:5;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中缓慢加入浓度15%的氨水溶液，搅拌，温度控制在55°C，调整pH至3.8，搅拌时间为0.5小时，得到的中和液即为氯化稀土溶液，REO含量为226.35g/L，稀土收率为95.72%，得到的中和渣即为铁钍渣，固封保存。
[0018]实施例3
(I)盐酸浸出:取5kg REO为66.48%的以氟碳铈矿和独居石矿为主的混合型稀土精矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度lOmol/L，固液比为1:3，浸出温度为50°〇，时间1小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )碱分解:采用氢氧化钠对第(I)步得到的酸浸渣I进行碱分解，氢氧化钠的浓度为70%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:0.8，碱分解时的温度控制在200°C，时间1.5小时；
(3)水洗:用普通工业用水对碱分解矿物进行水洗，水洗温度为55°C，水洗至pH=8时过滤；
(4)酸浸:将第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合搅拌，温度控制在75°C，固液比为1:8;
(5)中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中缓慢加入浓度5%的氢氧化钠溶液，搅拌，温度控制在80°C，调整pH至4.5，搅拌时间为1.5小时，得到的中和液即为氯化稀土溶液，REO含量为247.26g/L，稀土收率为97.33%，得到的中和渣即为铁钍渣，固封保存。
[0019]实施例4
(I)盐酸浸出:取5kg REO为68.29%的以氟碳铈矿和独居石矿为主的混合型稀土精矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度7mol/L，固液比为1:8，浸出温度为35°C，时间2小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I ；
(2 )碱分解:采用氢氧化钠对第(I)步得到的酸浸渣I进行碱分解，氢氧化钠的浓度为75%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:1.2，碱分解时的温度控制在250°C，时间2小时；
(3)水洗:用普通工业用水对碱分解矿物进行水洗，水洗温度为90°C，水洗至pH=9时过滤；
(4)酸浸:将第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合搅拌，温度控制在70°(3，固液比为1:10;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中缓慢加入浓度10%的氢氧化钠溶液，搅拌，温度控制在60°C，调整pH至4.2，搅拌时间为I小时，得到的中和液即为氯化稀土溶液，REO含量为223.96g/L，稀土收率为95.89%，得到的中和渣即为铁钍渣，固封保存。
[0020]实施例5
(I)盐酸浸出:取5kg REO为70.15%的氟碳铈精矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度Ilmol/L，固液比为1:4，浸出温度为85°C，时间1.5小时，得到的酸浸液I和酸浸渣I;
(2 )碱分解:采用氢氧化钠对第(I)步得到的酸浸渣I进行碱分解，氢氧化钠的浓度为55%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:0.8,碱分解时的温度控制在185°C，时间2小时；
(3)水洗:用普通工业用水对碱分解矿物进行水洗，水洗温度为40°C，水洗至pH=9时过滤；
(4)酸浸:将第(3)步得到的水洗渣加入到第(I)步得到的酸浸液I中，混合搅拌，温度控制在80°(3，固液比为1:12;
(5 )中和:向第(4)步得到的酸浸液Π中缓慢加入浓度25%的氢氧化钠溶液，搅拌，温度控制在80°C，调整pH至4.0，搅拌时间为1.5小时，得到的中和液即为氯化稀土溶液，REO含量为235.48g/L，稀土收率为96.77%，得到的中和渣即为铁钍渣，固封保存。
【主权项】
1.混合型稀土精矿或者氟碳铈矿制备氯化稀土的方法，其特征在于，其方法如下:将混合稀土精矿或氟碳铈矿直接进行盐酸浸出，采用氢氧化钠溶液对酸浸渣进行碱分解，碱分解时的温度控制在150-250V，时间I?2小时;经水洗、酸浸、中和，得到的中和液即为合格的氯化稀土溶液，稀土回收率在95%以上，得到的中和渣即为铁钍渣。2.根据权利要求1所述的混合型稀土精矿或者氟碳铈矿制备氯化稀土的方法，其特征在于，盐酸浸出:将REO为62%?70%的混合稀土精矿或氟碳铈矿直接进行盐酸浸出，盐酸浓度6?12mol/L，固液比为1:1.5~10，浸出温度为70~100°(3，时间1~3小时，得到的酸浸液1和酸浸渣I进行封存备用。3.根据权利要求1所述的混合型稀土精矿或者氟碳铈矿制备氯化稀土的方法，其特征在于，碱分解过程中氢氧化钠的质量浓度为50%?75%，用量为:稀土精矿质量:氢氧化钠质量=1:0.7-1.5o4.根据权利要求1或2所述的混合型稀土精矿或者氟碳铈矿制备氯化稀土的方法，其特征在于，所述的混合型稀土精矿或氟碳铈精矿是REO品位在62%?70%之间的氟碳铈矿和独居石矿的混合型稀土精矿或单独的氟碳铈矿。
【专利摘要】本发明涉及一种混合型稀土精矿或氟碳铈精矿制备氯化稀土的方法，属于湿法冶金领域。本发明按照以下步骤进行：第一步，将稀土品位为62%~70%的混合稀土精矿或氟碳铈精矿直接进行盐酸浸出；第二步，将盐酸浸出得到的酸浸渣进行碱分解；第三步，进行水洗除去氟磷等杂质元素，对水洗液进行回收碱和氟磷；第四步将水洗渣与第一步得到的酸浸液混合进行酸浸；最后，将酸浸液进行中和除铁钍，得到合格的混合氯化稀土溶液。本发明的优点是：省去能耗较高的焙烧环节，不会产生大量硫和氟的酸性气体和氨氮废水，有利于劳动防护和环境保护；综合回收有价元素，耗碱量少，成本低，稀土回收率高，无三废污染。
【IPC分类】C22B3/10, C22B59/00
【公开号】CN105543509
【申请号】CN201610000533
【发明人】李梅, 张栋梁, 耿彦华, 高凯, 李健飞, 乔晓明
【申请人】李梅
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月4日