[發明專利]一種分解包頭稀土礦的工藝方法

無效

• 申請號: 201310018072.4
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103045851A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳繼;鄒丹;李德謙;鄧岳鋒;劉文剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/06;C22B3/26;C22B3/22;C22B59/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及濕法冶金領域，特別涉及一種分解包頭稀土礦的工藝方法。

背景技術

稀土資源廣泛應用在軍事、冶金、石油化工、玻璃陶瓷、新材料、農業等方面。尤其是在信息、生物、能源技術等高科技領域和國防建設中有著重要的用途。我國是稀土資源儲備最多的國家，稀土儲備量占全世界總量的30%以上。其中，包頭稀土礦占我國總儲量的90%以上，是一種含獨居石和氟碳鈰礦的混合型稀土礦資源。由于其礦物結構和成分復雜，被世界公認為難冶煉礦種。因此，進一步開發研究稀土礦的冶煉分離工藝就顯得至關重要。

目前，國內處理稀土礦的主要方法是濃硫酸高溫法，即通過濃硫酸高溫分解稀土精礦后，經浸出以及后續的除雜工序得到稀土產品。該法雖在一定的程度上解決了稀土的生產效率，有一定的經濟效益，但是，與此同時也帶來了嚴重的環境問題。首先，在濃硫酸高溫焙燒過程中產生大量的含S、F氣體，該廢氣后續采用噴淋方法回收得到的也是混酸溶液，難以利用。其次，濃硫酸高溫工藝產生大量的廢水（噴淋廢水、硫銨廢水等）嚴重污染環境。最后，該工藝產生大量的含Th廢渣（高溫濃硫酸焙燒中稀土礦中的磷會生成焦磷酸釷，最終存在于浸出渣中），很難回收利用，堆放廢渣造成潛在的放射性污染，而且Th資源未能得到充分的利用。

另一種有效分解稀土礦的方法是堿法。常是燒堿法，即通過NaOH來分解稀土礦中的稀土元素，后續通過酸溶萃取等方法制得稀土產品。該工藝的優點是基本不產生廢氣污染，投資較小。但由于堿價高，用量大，導致運行成本高；釷分散在渣和廢水中不易回收；含氟廢水量大，難以回收處理；工藝不連續，難以實現大規模生產（我國稀土濕法冶金發展狀況及研究進展，中國稀土學報，2006，24（2），129-133）。

不論是濃硫酸高溫法分離稀土礦，還是堿法分離稀土礦的工藝，上述技術方案存在一個共同的缺點，就是都未綜合考慮稀土礦中F、P及Th等資源的有效回收，導致上述技術方案均存在容易造成環境污染及資源流失等問題。

發明內容

本發明要解決現有技術中分離稀土礦工藝造成環境污染及資源流失的技術問題，提供一種避免環境污染及資源流失的分解包頭稀土礦的工藝方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

本發明提供的一種分解包頭稀土礦的工藝方法，該工藝方法包括以下步驟：

（1）將包頭稀土混合礦進行氧化焙燒，焙燒溫度300~800℃，焙燒時間0.5~6小時，得到包頭稀土混合焙燒礦；

（2）將所述的包頭稀土混合焙燒礦用H₂SO₄溶液浸出，H₂SO₄溶液的濃度為2~5M，液固比為3~10，浸出溫度60~110℃，浸出時間0.2~5小時，洗滌，過濾，得到含Th酸浸液和獨居石；

（3）將步驟（2）中所述的含Th酸浸液進一步萃取分離Ce（IV）、F、RE(III)和Th；

（4）將步驟（2）中所述的獨居石用NaOH溶液浸出，過濾后得到含堿的溶液和稀土堿餅；再將含堿的溶液結晶，得到磷酸鈉；將稀土堿餅氧化，酸轉化后，萃取分離Ce（IV）、F、RE(III)和Th。

在上述技術方案中，所述的步驟（4）的具體工藝步驟如下：

a﹑將步驟（2）中所述的獨居石用NaOH溶液浸出，分解溫度為150~200℃，反應時間為1~5小時，得到反應漿料；其中，NaOH溶液中溶質NaOH和獨居石的質量比為1~1.5％，NaOH溶液的濃度為40~50wt％；

b﹑將步驟（a）中所述的反應漿料加水稀釋，陳化1h，過濾，再用水洗滌濾餅，得到含堿的溶液和稀土堿餅；

c﹑將步驟（b）中所述的含堿的溶液真空結晶，得到磷酸鈉，剩余的堿液用于循環浸出獨居石；

d﹑將步驟（b）中所述的稀土堿餅氧化，酸轉化，得到含Th酸浸液，進一步萃取分離Ce（IV）、F、RE(III)和Th。

在上述技術方案中，步驟（2）中所述的H₂SO₄溶液的濃度為2.5M~4M，液固比為3~5。

在上述技術方案中，步驟（2）中所述的洗滌是用濃度為5~10wt%的稀H₂SO₄溶液進行洗滌的，洗滌次數為1~2次。

在上述技術方案中，步驟（4）中所述的分解溫度為170~180℃。

在上述技術方案中，步驟（5）中所述洗滌濾餅用水為80~100℃的熱水。

采用本發明的工藝方法分解包頭稀土礦，可以達到以下的效果：