[發(fā)明專利]一種氟碳鈰礦硫酸浸取液萃取分離鈰的工藝

無效

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• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104294062A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華冶鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/26
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種氟碳鈰礦硫酸浸取液萃取分離鈰的工藝。

背景技術(shù)

處理氟碳鈰礦的方法可以分為火法和濕法兩種，濕法工藝包括酸法、堿法、酸堿聯(lián)合法。火法工藝包括礦熱爐法，直接電解法，制備稀土硅鐵化合物以及加碳氯化法等。

（1）氧化焙燒—硝酸浸出制備氧化釹

該工藝對礦物中的有價成分不能綜合利用，留下了大量的鈰、針渣，不僅稀土收率受到影響，而且后續(xù)處理困難。

（2）氧化焙燒—鹽酸浸出法

該方法是美國鋁公司1965年分解氟碳鈰礦的經(jīng)典方法。雖然可以較為簡便地獲得氧化銪富集物，但是總體工序復(fù)雜，化工試劑消耗大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理。而且據(jù)資料記載，銪在產(chǎn)品中分布分散，最終所得到的回收率不高。

（3）氧化焙燒一稀硫酸浸出法

經(jīng)過400-500℃氧化焙燒后，氟碳鈰礦中的稀土氟碳酸鹽會轉(zhuǎn)變成稀土氟氧化物，鈰也有98%被氧化成四價形式。當(dāng)用稀硫酸浸出時，部分氟進(jìn)入溶液，與溶液中的四價鈰生成配合物，加速了鈰的溶解，溶解最后，溶解率高達(dá)98%溶液中稀土濃度(以氧化物計)可達(dá)到100g/L左右，氟離子濃度達(dá)8-9g/L。氟離子對鈰的配位作用很強(qiáng)，在硫酸溶液中形成穩(wěn)定的配位離子。同時氟碳鈰礦中的一部分堿土金屬等雜質(zhì)成分很少進(jìn)入浸出液中，因此，得到的硫酸稀土溶液較為潔凈。

（4）堿法

堿法處理工藝包括純堿法和燒堿法兩種。其共同原理是將氟在焙燒和浸出階段從礦物中分離除去，獲得較為純凈的稀土化合物，然后再將得到的稀土化合物溶解，進(jìn)行相應(yīng)的提取和分離操作。

燒堿法分解氟碳鈰礦的工藝比較成熟，但由于燒堿法要求精礦品位高，礦物粒度細(xì)，并且在對分解產(chǎn)生的氫氧化物進(jìn)行酸溶時，所形成的堿土金屬氫氧化物也會進(jìn)入溶液，影響了氯化稀土的品質(zhì)，同時，燒堿分解法成本高于硫酸法，工藝過程產(chǎn)生的廢水較多，增加了工藝支出;純堿法處理氟碳鈰礦的工藝過程消耗試劑多，熱水洗滌次數(shù)多，固液分離過程多，廢水量大，能量浪費(fèi)多，流程耗時長，提供的原料液成本高，因此沒有見工業(yè)應(yīng)用的報道。

（5）酸堿聯(lián)合法

該方法用60%氟碳鈰礦精礦，首先經(jīng)過稀鹽酸浸出去除碳酸鹽雜質(zhì)，或與Na2C03混合焙燒后用稀鹽酸浸出除雜。然后用工業(yè)鹽酸浸出精礦中的稀土碳酸鹽。

綜上所述，對于氟碳鈰礦的處理工藝雖然已經(jīng)做了大量的工作，但目前還不能徹底解決氟碳鈰礦的大規(guī)模低成本開發(fā)應(yīng)用問題。氟碳鈰礦要在稀土工業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，必須充分利用氟碳鈰礦各方面的優(yōu)勢(如:含磷低，放射性元素釷、鈾少，易分解等)，避開其劣勢方面(如:含釹少)，開發(fā)出符合其自身特點(diǎn)的新工藝和新方法，生產(chǎn)出優(yōu)勢產(chǎn)品

氧化焙燒一稀硫酸浸出一萃取法處理具有工藝流程短的優(yōu)點(diǎn)，但由于出現(xiàn)氟化稀土第三相，而存在使萃取過程無法進(jìn)行的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種氟碳鈰礦硫酸浸取液萃取分離鈰的工藝。所述工藝通過改善萃取體系、革新反萃技術(shù)等來擺脫靠硼酸或鋁鹽抑制氟的老方法，抑制萃取過程產(chǎn)生氟化稀土，使萃取得以順利進(jìn)行，并在反萃過程中實(shí)現(xiàn)釷和鈰的分離。新工藝流程短，試劑消耗少，工藝過程容易控制，放射性元素集中，反萃技術(shù)新穎，成本降到最低程度。

本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案

一種氟碳鈰礦硫酸浸取液萃取分離鈰的工藝，其特征在于：

萃取工藝條件為:1.0-1.2mo1/LP507的煤油溶液、初始水相酸度為1.0-1.2mo1/L,[Ce4+]50-55g/L，相比為1.5-2.5:1萃取時間>5min；

沉淀反萃反萃條件為:采用草酸與草酸銨組成反萃液，用硫酸調(diào)節(jié)反萃液酸度為1.4-1.6mol/L,草酸濃度0.8-1.0mol/L，配位劑草酸銨濃度0.08-0.12mol/L;相比為0.9-1.1:1，溫度45-55℃，反萃時間8-10min。

其中優(yōu)選：

萃取工藝條件為:1.1mo1/LP507的煤油溶液、初始水相酸度為1.1mo1/L,[Ce4+]52g/L，相比為2:1萃取時間10min，四價鈰萃取率可以達(dá)到98%以上，在該條件下，Th(IV)全部進(jìn)入有機(jī)相，而Fe(III)分散于兩相中，Ca、P、Sr、Si等雜質(zhì)留在水相。