[發明專利]一種活化后再浸出分解氟碳鈰礦的方法

無效

• 申請號: 201010517433.6
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN101967555A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 邊雪;吳文遠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/10;C22B59/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于稀土冶金技術領域，特別涉及一種活化后再浸出分解氟碳鈰礦的方法。

背景技術

氟碳鈰礦是世界上重要的稀土資源，該礦物主要產自中國四川和美國芒廷帕斯。我國氟碳鈰礦資源豐富，儲量和產量居國內第二。應用于工業的氟碳鈰礦分解及提取稀土工藝已經多達10余種，其可分為酸法和堿法；其中酸法主要采用鹽酸或硫酸分解氟碳鈰礦，硫酸法如：冶金工業出版社出版的《稀土》上冊中公開了硫酸強化焙燒法分解氟碳鈰礦的工藝，此工藝過程產生HF氣體，以及硫酸酸霧，不僅污染環境而且對設備的腐蝕性較大。鹽酸法則首先需要將氟碳鈰礦高溫焙燒分解成稀土氧化物，同時排放HF氣體。如：公開號為CN1240759的中國發明專利敘述了一種以混合氯化稀土為最終產品的工藝，氟碳鈰礦高溫（800℃）焙燒后采用鹽酸溶解，未溶解部分經過堿熔水洗后與鹽酸溶解料液混合，并加酸溶解，此過程可獲得較高濃度的混合稀土料液；此工藝為四川稀土工業廣泛采用，具有設備投資少的優點，但產品單一，收率低，資源浪費嚴重，且高溫焙燒消耗大量燃料。

美國專利US4973455公開了一種氧化焙燒-鹽酸浸出法分解芒廷帕斯氟碳鈰礦的工藝。氟碳鈰礦經高溫焙燒后，鹽酸優先浸出其中以氧化物形式存在的少鈰稀土，經硫氫化鈉除雜后供萃取分離得到純產品，而鈰被當作“廢渣”堆存，此工藝一直被美國使用了30年。而隨著氧化鈰用途廣泛，美國鉬公司又開始采用濃硫酸分解法從大量氯離子的鈰富集物中回收鈰，該工藝流程已顯得復雜、冗長、化工原料消耗大。

中國申請號為200410031180.6的專利公開了一種鹽酸法分解氟碳鈰礦的工藝方法，該工藝將氟碳鈰礦氧化焙燒后用氫氧化鈉堿轉除氟，堿轉礦經水洗進行鹽酸優溶，優溶渣洗滌后再經鹽酸全溶、沉淀、灼燒后得到純度大于95%的氧化鈰產品。該工藝通過堿轉先將氟除掉，但消耗氫氧化鈉同時產生大量廢水。

對于堿法分解氟碳鈰礦的工藝也同時存在氫氧化鈉分解法和碳酸鹽分解法兩類。氫氧化鈉分解法采用濃堿NaOH分解礦物，相對而言此方法控制氟污染具有一定效果，但對礦物的品位要求高，對設備的耐腐蝕性要求嚴格。如：《礦冶工程》1998年第二期公布了一種直接采用液堿法制備混合氯化稀土的工藝，在220~250℃時，氟碳鈰礦與氫氧化鈉按1:1.15的比例，于密閉容器中反應，稀土及其他金屬元素生成氫氧化物沉淀，雜質離子則存在于堿液中。用鹽酸溶解氫氧化物獲得混合稀土料液后，采用水洗滌、堿回調等方法除雜。該工藝簡單，且沒有氯氣產生，但堿耗大，堿轉過程需要加壓，操作危險。

氟碳鈰礦的碳酸鹽分解法，如：公開號為CN1205363A的中國發明專利中所公開的一種方法是用堿金屬碳酸鹽與氟碳鈰礦合并焙燒后，水洗除氟，酸溶后獲得混合氯化稀土料液，進而萃取分離，得到單一稀土產品。中國申請號為200610114588.9的專利中公開的方法是用碳酸鈰或混合稀土碳酸鹽與氟碳鈰礦混合焙燒，焙燒后的礦物用鹽酸將浸出稀土元素獲得富鑭料，浸渣為富鈰料。此方法利用鈰將礦物中的氟固化，使氟與鈰緊密結合，最后保留在富鈰渣中。但此過程仍需要超過400℃的焙燒溫度，同時工藝過程較復雜，高溫下碳酸鹽分解造成其利用率降低。

發明內容

針對現有氟碳鈰礦分解技術中存在的問題，本發明提供一種活化后再浸出分解氟碳鈰礦的方法，目的是在不加入其他物料的情況下通過氟碳鈰礦的低溫活化，將緊密的晶格活化或破壞，然后再進行浸出分解，簡化工藝流程，降低成本消耗，同時使污染降到最低，并使氟碳鈰礦。

本發明的方法按以下步驟進行：

1、將氟碳鈰礦在100~400℃焙燒1~4h，制成活化礦；

2、將活化礦用鹽酸溶液在攪拌條件下浸出，鹽酸溶液的濃度為1~4mol/L，活化礦與鹽酸溶液的液固比為1~20∶1L/kg，浸出溫度為30~90℃，浸出時間為0.5~2h，然后過濾分離浸出液和浸出渣；此時浸出渣中的氟化物重量含量大于等于95%；

上述反應的方程式為

3REFCO₃+6HCl=2RECl₃+REF₃↓+3H₂O+3CO₂

其中RE為鑭、鈰、釹或鐠；