[發明專利]一種從磷礦中分離稀土的方法

有效

• 申請號: 201110143415.0
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102220488A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 蔣開喜;馮林永;蔣訓雄;汪勝東;范艷青;蔣偉;劉巍;張登高;王海北;張邦勝;林江順;劉三平;趙磊;王玉芳;張磊;鄒小平;黃勝;馮愛玲;蔣應平;馮亞平
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B59/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種從磷礦中分離稀土的方法，涉及一種從含稀土磷礦中分離稀土的方法。

背景技術

現已探明的世界稀土資源總儲量為4500萬噸(以氧化物計)，相對集中于中國、美國、印度、澳大利亞、前蘇聯等國家。非金屬磷礦中伴生大量稀土資源，世界磷礦總儲量約為1000億噸，按稀土平均含量為0.05％估算，總儲量可達5000萬噸，從磷礦中回收稀土具有重要的意義。

磷礦中稀土含量低，僅用作提取稀土原料無經濟優勢，需與傳統的磷酸生產工藝結合，即在生產磷酸的過程中回收稀土。根據用酸的種類區分，濕法磷酸生產可分為：（1）鹽酸法、（2）硝酸法、（3）硫酸法。

鹽酸法是早期生產磷酸的方法，在鹽酸法中稀土浸出率較高，但鹽酸揮發性強、對設備腐蝕嚴重，工藝中CaCl₂溶液處理成本較高，目前濕法磷酸采用鹽酸法的很少。

硝酸法對磷礦中的稀土和磷浸出均較高，從磷礦到純凈含稀土磷酸，稀土回收率可達85％以上，從磷礦到稀土富集物，總收率可達70％左右。另外，該方法對磷化工過程影響小，化工原材料消耗少，因此運行效果良好。但存在硝酸價格昂貴，用硝酸法提取稀土不具有經濟優勢。

硫酸法是目前世界上濕法磷酸生產的主要方法。硫酸法中可將稀土控制在磷酸中或控制在磷石膏中，因此存在從磷酸中回收稀土和從磷石膏中回收稀土兩種工藝。專利RU2225892C1公布了采用20%-25%的硫酸浸出磷石膏中稀土。專利200810068762公布了一種從磷石膏中回收稀土的方法，采用15%～30%硫酸浸出磷石膏使稀土進入溶液中，往溶液中加入稀土硫酸鹽進行結晶得稀土富集物，再用硝酸鈣鹽將稀土富集物轉化成可溶的硝酸鹽，供進一步提純。專利200710053196公布了先用硫酸和硫酸氨溶液浸出磷石膏中稀土，再加氨調pH沉淀回收稀土的方法。US4636369公布了在濕法磷酸礦漿中引入鋁離子、鐵離子、硅離子或其混合離子，來增加稀土在溶液中的溶解度，稀土最高富集度為56%。專利200710178377.6公布了在硫酸分解磷礦過程中添加有機或無機表面活性劑改變磷石膏晶型，稀土在磷酸中的富集度可達80%。專利200710179749公布了一種分別采用沉淀法從磷酸和磷石膏中提取稀土的方法。

在二水物法生產磷酸中：含稀土磷礦與返酸在反應槽第一室調漿，由于返酸溫度在50℃以上，磷礦中有50%以上稀土進入溶液中，在反應槽的第二、三、四槽中加入硫酸后，由于磷石膏吸附作用稀土會進入磷石膏中，由于磷石膏渣量大、稀土品位低于原礦，從磷石膏中回收稀土流程復雜，經濟上有較大的困難。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術存在的不足，提供一種工藝簡單、渣率少、能實現低成本從磷礦中分離稀土的方法。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的。

一種從磷礦中分離稀土的方法，其特征在于其過程的步驟包括：

（1）含稀土的磷精礦與磷酸溶液混合進行反應；

（2）過濾得到浸出液和含稀土的渣；

（3）將含稀土的渣進行加酸浸出，得到含稀土的浸出液，再通過萃取法、離子交換吸附法、沉淀法、結晶法中的一種或多種方法進行稀土回收；

（4）將步驟（2）過濾得到的浸出液進行脫鈣后返回步驟（1）。

本發明的一種從磷礦中分離稀土的方法，其特征在于其過程所述的步驟（1）的磷酸溶液P₂O₅重量濃度為10%-55%，優選15%-20%；含稀土磷精礦與磷酸溶液的固液質量與體積比為1:4-10；反應溫度為15℃-50℃；反應時間為0.5-4小時，優選1-3小時。

本發明的一種從磷礦中分離稀土的方法，其特征在于其過程所述的步驟（3）進行加酸浸出的酸為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸中的一種，優選硫酸；硫酸浸溫度為70-100℃，優選80-95℃；浸出時間為0.5-5小時，優選1-3小時；浸出固液質量與體積比為1:2.5-10，優選1:4-7；酸量為鈣理論酸耗的1-4倍，優選1.5-2.5倍。

本發明的一種從磷礦中分離稀土的方法，通過控制磷酸浸出磷礦工藝過程中優勢元素氟的走向，將磷礦中磷溶出而稀土以氟化物沉淀形式留在渣中，實現磷礦中稀土的高效分離富集。本工藝簡單、渣率少、能與濕法磷酸工藝匹配，磷礦中稀土沉淀率高、渣中稀土品位高，能實現低成本從含稀土磷礦中回收稀土的方法。