[發(fā)明專利]一種堿壓煮分解氟碳鈰礦的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810069310.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108251665B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)啟華;顏豪威;吳金玲;王日;陳云;申洪濤;盧立海;顧曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川江銅稀土有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22B59/00
• 分類號(hào): C22B59/00;C22B3/10;C22B1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發(fā)明涉及一種堿壓煮分解氟碳鈰礦的方法，屬于稀土濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將稀土精礦細(xì)磨，再將細(xì)磨精礦和NaOH溶液于壓煮器內(nèi)混合壓煮脫氟，同時(shí)通入壓縮空氣將三價(jià)鈰氧化為四價(jià)鈰，得到的壓煮礦進(jìn)行水洗，再用鹽酸優(yōu)先溶解非鈰稀土元素，獲得少鈰氯化稀土溶液，渣經(jīng)過(guò)三級(jí)逆流酸洗獲得鈰富集物。該方法采用堿壓煮分解氟碳鈰礦，具有工藝流程短，輔料消耗少，反應(yīng)時(shí)間短，鐠釹優(yōu)溶率高的優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)在壓煮過(guò)程引入氧化氣氛并控制優(yōu)溶條件，使易溶于酸的非鈰稀土優(yōu)先溶解進(jìn)入溶液，四價(jià)鈰留在鈰富集物中，實(shí)現(xiàn)了鈰與非鈰稀土元素的初步分離；同時(shí)該方法脫氟在密閉堿性體系中進(jìn)行，避免了含氟氣體對(duì)環(huán)境的污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堿壓煮分解氟碳鈰礦的方法，屬于稀土濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氟碳鈰礦是我國(guó)的第二大稀土資源，以礦物類型計(jì)占總稀土儲(chǔ)量的50.6%，在我國(guó)內(nèi)蒙古包頭、四川冕寧、山東微山等地區(qū)均有大規(guī)模礦床發(fā)現(xiàn)。氟碳鈰礦是稀土碳酸鹽和稀土氟化物的復(fù)合化合物，主要以輕稀土元素為主。按不同產(chǎn)地和成因，氟碳鈰礦的稀土配分有所差異，鈰配分通常為50%左右，而高價(jià)值的鐠釹配分相對(duì)較低，為14%~26%。已得到應(yīng)用的氟碳鈰礦分解冶煉工藝普遍存在生產(chǎn)流程長(zhǎng)，成本高，高價(jià)值稀土元素鐠釹回收率低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不適應(yīng)市場(chǎng)需求等問(wèn)題。目前稀土氧化物市場(chǎng)價(jià)格，氧化鐠釹價(jià)格為40萬(wàn)元/噸左右，而氧化鈰價(jià)格較低，僅為2萬(wàn)元/噸左右，過(guò)多的鈰進(jìn)入溶液既加重了萃取分離的負(fù)擔(dān)，也不利于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何縮短流程，降低生產(chǎn)成本，提高高價(jià)值元素鐠釹等的回收率，降低鈰的溶出率，成為影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。

針對(duì)單一氟碳鈰礦的分解冶煉方法，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了大量研究，主要分為以下幾類：酸法、堿法和酸堿聯(lián)合法等。

酸法又可分為濃硫酸焙燒法和氧化焙燒-酸浸法。濃硫酸焙燒法是傳統(tǒng)的稀土礦分解工藝，將稀土礦與濃硫酸加熱至一定溫度后，氟碳鈰稀土轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩猁}，再用水浸出稀土礦物。在該方法基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展出了硫酸強(qiáng)化焙燒工藝，硫酸低溫熟化焙燒工藝，如中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN104962762A公布的方法。此方法對(duì)礦品位要求不高，但存在著流程長(zhǎng)，固液分離多，能耗大，稀土回收率低等缺點(diǎn)。氧化焙燒-酸浸法首先通過(guò)氧化焙燒將氟碳鈰礦分解為易于酸溶的稀土氧化物，同時(shí)鈰轉(zhuǎn)化為四價(jià)鈰，然后使用硫酸、鹽酸、硝酸等浸出稀土元素，最后通過(guò)復(fù)鹽沉淀、萃取等方法分離稀土元素，如美國(guó)鉬公司采用的氧化焙燒-鹽酸浸出-萃取分離工藝，包頭稀土研究院提出的氧化焙燒-稀硫酸浸出-復(fù)鹽沉淀工藝，法國(guó)羅納-普朗克公司采用氧化焙燒-硝酸浸出-萃取分離工藝等。此類方法均已在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用，但也普遍存在著工藝流程長(zhǎng)，輔料消耗大，成本高，稀土回收率低，含氟廢氣污染環(huán)境等缺點(diǎn)。

堿法：包括燒堿法和純堿法兩種。常見(jiàn)的燒堿法是將氟碳鈰礦與燒堿溶液或熔融的燒堿混合，在一定溫度下將氟碳鈰礦分解為可溶于酸的氫氧化稀土，再通過(guò)水洗除氟、鹽酸優(yōu)溶獲得氯化稀土溶液。純堿法是將氟碳鈰礦和純堿混合后經(jīng)過(guò)焙燒、水洗除氟獲得稀土氧化物，再經(jīng)過(guò)酸溶、萃取分離獲得產(chǎn)品。近年來(lái)也有采用燒堿焙燒轉(zhuǎn)化氟碳鈰礦的方法公布，申請(qǐng)公布號(hào)為CN101914679A的中國(guó)專利公布的一種方法是采用氟碳鈰礦與氫氧化鈉混合后焙燒，堿轉(zhuǎn)礦經(jīng)水洗除氟后，進(jìn)行鹽酸優(yōu)溶，獲得少鈰氯化稀土料液。堿法處理氟碳鈰礦都面臨著精礦品位要求高，礦物粒度細(xì)，輔料用量大，成本高，固液分離次數(shù)多，廢水量大等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用。

酸堿聯(lián)合法：該方法最早被美國(guó)賓州York工廠采用，品位為60%氟碳鈰礦精礦首先經(jīng)過(guò)稀鹽酸浸出去除碳酸鹽雜質(zhì)，或與Na₂CO₃混合焙燒后用稀鹽酸浸出除雜，過(guò)濾后將濾渣中的氟化稀土用濃NaOH溶液分解轉(zhuǎn)化為稀土氫氧化物，再經(jīng)過(guò)鹽酸優(yōu)溶獲得氯化稀土。國(guó)內(nèi)也有類似的方法，如專利CN103555943A。酸堿聯(lián)合法結(jié)合了酸法、堿法的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備投資小，工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為廣泛，但仍未解決堿耗量大，精礦品位要求高，稀土回收率低等問(wèn)題。