[發(fā)明專利]硫酸稀土水浸液中和除雜與循環(huán)制備高純混合氯化稀土的方法

有效

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• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109207717B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 崔建國;劉磊;王哲;張正中;侯睿恩;彭靖;高婷;徐萌;孟志軍
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C22B1/06
• 分類號: C22B1/06;C22B3/04;C22B59/00;C22B3/44
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發(fā)明公開了一種硫酸稀土水浸液中和除雜與循環(huán)制備高純混合氯化稀土的方法，包括：混合稀土精礦經(jīng)濃硫酸高溫焙燒、水浸得到水浸渣和礦漿清液，礦漿清液溫度小于等于40℃；用中和劑中和礦漿清液至pH值為3.8～4.5，分離得到水浸液和中和渣；水浸液經(jīng)過氨類沉淀劑并流沉淀制備成為混合堿性稀土化合物，得到硫酸銨廢水和混合堿性稀土化合物；混合堿性稀土化合物中的混合碳酸稀土經(jīng)鹽酸溶解轉(zhuǎn)型為適于萃取分離的高純混合氯化稀土。本發(fā)明解決了硫酸稀土礦漿清液中和除鈣鎂、硫酸鹽廢水濃縮過程中硫酸鹽結晶問題，以及氨中和過程和沉淀過程硫酸稀土銨復鹽沉淀問題。

技術領域

本發(fā)明涉及一種濕法冶金技術，具體是，涉及一種硫酸稀土水浸液中和除雜與循環(huán)制備高純混合氯化稀土的方法。

背景技術

包頭地區(qū)的混合稀土精礦主要采用濃硫酸高溫焙燒工藝處理，工藝過程包括稀土精礦與濃硫酸混合高溫焙燒、水浸、鎂中和除雜、轉(zhuǎn)型(碳沉或萃取)等環(huán)節(jié)。雖然該工藝流程簡單，對礦物品位適用性強，但同時存在“三廢”處理難度大的問題，“三廢”中尤為突出的是廢水問題。

在現(xiàn)行生產(chǎn)過程中，稀土礦物提取為硫酸稀土并轉(zhuǎn)化為氯化稀土的過程中，需要經(jīng)過工業(yè)氧化鎂中和除雜(鐵、磷、鋁、鋅等)，碳酸氫銨沉淀-鹽酸溶解轉(zhuǎn)型或P507鎂皂萃取轉(zhuǎn)型，從而形成硫酸銨鎂混合廢水或者硫酸鎂廢水。采用鎂中和除雜與皂化的主要問題有兩個方面，從稀土冶煉提取過程來說，工業(yè)氧化鎂中夾帶著大量的氧化鈣，中和過程中形成硫酸鈣結晶物包裹在礦物表面，導致硫酸稀土提取效率大幅下降；皂化過程形成的硫酸鈣結晶又導致萃取槽體、有機-水相界面等多處結晶，使得萃取過程嚴重受阻，有機損耗增加，工況條件極差。從廢水治理角度來說，一方面形成了硫酸銨鎂混合廢水，硫酸銨鎂混合物應用領域窄，市場價值較低。另一方面，廢水在濃縮過程中，硫酸鈣、硫酸鎂結晶問題嚴重阻礙結晶過程。

眾所周知，溶液體系下，硫酸稀土易于K⁺、Na⁺、NH₄⁺形成復鹽沉淀，沉淀次序為K⁺＞Na⁺＞NH₄⁺。因此，硫酸稀土溶液的凈化過程一直在回避使用上述一價離子的堿性化合物。如果直接用氨水、氫氧化鈉溶液中和、皂化，雖然可以避免鈣、鎂等雜質(zhì)離子引入，但NH₄⁺、Na⁺局部濃度過高會增加復鹽形成風險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種硫酸稀土水浸液中和除雜與循環(huán)制備高純混合氯化稀土的方法，解決了硫酸稀土礦漿清液中和除鈣鎂、硫酸鹽廢水濃縮過程中硫酸鹽結晶問題，以及氨中和過程和沉淀過程硫酸稀土銨復鹽沉淀問題。

技術方案如下：

一種硫酸稀土水浸液中和除雜與循環(huán)制備高純混合氯化稀土的方法，包括：

混合稀土精礦經(jīng)濃硫酸高溫焙燒、水浸得到水浸渣和礦漿清液，礦漿清液溫度小于等于40℃；

用調(diào)配而成的中和劑中和礦漿清液至pH值為3.8～4.5，分離得到水浸液和中和渣，中和渣用水調(diào)漿后返回至焙燒礦浸出工序；

水浸液經(jīng)過氨類沉淀劑并流沉淀制備成為混合堿性稀土化合物，分離得到純凈的硫酸銨廢水；分取混合堿性稀土化合物與氨類沉淀劑調(diào)配成中和劑后繼續(xù)用于中和礦漿清液，其余混合碳酸稀土經(jīng)鹽酸溶解為混合氯化稀土。

進一步：中和劑選用混合堿性稀土化合物，或混合堿性稀土化合物與氨水、碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或幾種經(jīng)調(diào)配而成的堿性混合物；調(diào)配比例按照混合堿性稀土化合物與NH₄⁺按照摩爾比為99:1～1:99。

進一步：并流沉淀的沉淀終點pH值為6.2～6.8，氨水與碳酸氫銨摩爾比≤2:1，氨水與碳酸銨摩爾比≤1:1。