[發(fā)明專(zhuān)利]一種選鐵尾礦中浸出稀土的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510059856.0
• 申請(qǐng)日: 2015-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104611541B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛向欣;武吉;楊合;李勇;張波;周延;袁帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22B1/02;C22B1/00;C22B3/04;C22B59/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種選鐵尾礦中浸出稀土的方法。

背景技術(shù)

白云鄂博礦，是世界罕見(jiàn)的鐵、稀土、鈮、釷、鈧、氟、磷、鉀等71種元素的共生礦，170多種礦物，稀土礦物有15種之多，主要為氟碳飾礦和獨(dú)居石輕稀土混合礦，尤其以鐵-稀土-鈮-釷等多金屬共生礦舉世聞名。包鋼選礦廠以白云鄂博礦為依托，在選鐵后產(chǎn)生大量的含稀土尾礦，其中經(jīng)弱磁-強(qiáng)磁-浮選流程產(chǎn)生尾礦中鐵、稀土、鈮含量分別達(dá)到13%、7?~?8%、0.1%。大量的尾礦堆積在尾礦壩中，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，也造成了鐵、稀土、鈮等金屬資源的浪費(fèi)。

但由于白云鄂博含稀土選鐵尾礦礦物嵌布粒度細(xì)、相互浸染、包裹現(xiàn)象顯著、含鐵品位低、理化性質(zhì)接近的特點(diǎn)，使得采用常規(guī)選礦方法很難高效分離，國(guó)內(nèi)外科研工作者針對(duì)包頭稀土尾礦提出了采用Na₂CO₃焙燒、CaO焙燒、Ca(OH)₂-NaOH焙燒以及機(jī)械再磨再選等分解方法試圖對(duì)選鐵尾礦進(jìn)行資源回收再利用，這些探索性研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，但沒(méi)有提出回收率高、對(duì)環(huán)境污染少的成型技術(shù)，尤其是焙燒后有價(jià)稀土元素的綠色浸出與提取也未曾涉及。目前為止，針對(duì)稀土礦物的浸出仍是傳統(tǒng)工業(yè)中的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸出法，稀土元素被浸出的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的酸堿廢水，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

從國(guó)內(nèi)外白云鄂博稀土礦石利用的發(fā)展趨勢(shì)看，開(kāi)發(fā)選擇性強(qiáng)、雜質(zhì)成分低、實(shí)現(xiàn)綜合利用和清潔生產(chǎn)是該類(lèi)共伴生礦資源開(kāi)發(fā)利用的重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種選鐵尾礦中浸出稀土的方法，目的是直接從低品位選鐵尾礦中提取分離高品位鐵粉，并將選鐵后富稀土渣中的稀土高效浸出分離。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將選鐵尾礦、煤粉和CaO分別干燥，然后分別用200目標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，取篩下部分，將三種物料混合均勻；

（2）將混好的物料壓制成片，于1050～1250℃下保溫0.5～2.5h進(jìn)行焙燒還原，使尾礦中的含鐵礦物轉(zhuǎn)化成金屬鐵，對(duì)焙燒還原得到的物料在冷卻后進(jìn)行球磨，最終球磨產(chǎn)物中粒度在200目以下的顆粒達(dá)到80%以上；

（3）對(duì)球磨產(chǎn)物進(jìn)行弱磁選，選分出強(qiáng)磁性礦物，磁選時(shí)間為10～15min，激磁電流為2.0～3.0A，磁場(chǎng)強(qiáng)度為175～230KA/m，對(duì)磁選后的物料抽濾、真空烘干，得到鐵精粉和富稀土渣；

（4）將硫酸銨和富稀土渣按質(zhì)量比（4~10）:1球磨混料，混合均勻后于350～550℃焙燒，保溫0～120min，將其中的焙燒物料于70～100℃的熱水浴中攪拌浸出0.5~2h，稀土元素進(jìn)入浸出液中，與不溶性礦物分離；

（5）向稀土浸出液中通入步驟（4）中焙燒時(shí)產(chǎn)生的氨氣，調(diào)節(jié)pH值6~13，生成稀土氫氧化物沉淀，抽濾分離后得到稀土氫氧化物和浸出母液，浸出母液烘干析出的銨鹽晶體返回步驟（4）中的焙燒富稀土渣步驟。

其中，所述的選鐵尾礦、煤粉和CaO混合是按照煤粉中的碳與尾礦中Fe₂O₃摩爾比（3~4）：1進(jìn)行的，CaO添加量占混合物料總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5～15%。

所述的干燥和烘干時(shí)間為2～4h，溫度為80～100℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是：

（1）本發(fā)明采用煤基配鈣直接還原-磁選鐵的方法，通過(guò)直接還原處理回收低品位鐵礦中的鐵，并且添加CaO加大了反應(yīng)液相的生成，有利于碳的擴(kuò)散，使得反應(yīng)更加充分。

（2）本發(fā)明方法中的球磨、混料、壓制操作等預(yù)處理能夠有效增大選鐵尾礦、煤粉和CaO之間的接觸面積，使反應(yīng)更加充分；

（3）本發(fā)明的選鐵尾礦煤基配鈣高溫直接還原焙燒-磁選能夠得到全鐵品位高達(dá)90.85%鐵精粉，其中金屬鐵（MFe）占94.40%，富稀土渣稀土品位提高到14.35%；

（4）本發(fā)明中采用硫酸銨焙燒富稀土渣-熱水浴攪拌浸出稀土元素，稀土La、Ce、Nd浸出率最高分別達(dá)到96.13%、98.88%、97.10%，說(shuō)明稀土元素得到充分浸出與分離；

（5）本發(fā)明中稀土渣和硫酸銨，燒時(shí)產(chǎn)生的氨氣通入浸出液中，沉淀分離稀土，焙燒后水熱浸出產(chǎn)生的不溶性礦物渣可用于生產(chǎn)石膏原料；

（6）本發(fā)明中稀土浸出母液中的銨鹽析出、烘干后可循環(huán)用于焙燒富稀土渣，生成的附屬產(chǎn)物全部得到了回收再利用。