[發明專利]一種制備純凈硫酸稀土溶液的方法

有效

• 申請號: 202010160442.8
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN113373326B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 馮宗玉;陳世梁;黃小衛;徐旸;王猛;趙巖巖;崔大立;夏超;魏煜青
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司;河北雄安稀土功能材料創新中心有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B1/06;C22B3/04;C22B3/44;C22B3/22
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種從硫酸化焙燒稀土礦制備純凈硫酸稀土溶液的方法，本發明經兩相分步回收稀土，提高稀土回收率。利用稀土硫酸焙燒礦浸出過程稀土溶解的動力學特性及溫度對硫酸稀土溶解度影響規律，通過低液固比快速浸出再升溫重結晶，使得50％以上的稀土以純度較高的硫酸稀土重結晶相析出實現稀土與雜質初步分離。剩余稀土通過中和除雜的方式實現與雜質再次分離：(1)可采用碳酸氫鎂溶液替代傳統工藝的氧化鎂一步除雜，使得固體氧化鎂總消耗量減少90％，實現鎂循環利用且氧化鎂引入的雜質及未反應完全產生的渣量也會減少；(2)采用氧化鎂兩步除雜，較傳統工藝固體氧化鎂總消耗量減少10％左右。本發明的制備方法使得稀土的總回收率提高1～3％。

技術領域

本發明涉及稀土濕法冶金提取分離領域，尤其涉及一種從硫酸化焙燒稀土礦制備純凈硫酸稀土溶液方法。

背景技術

稀土元素是指包括15種鑭系元素及釔和鈧在內的17種金屬元素。由于稀土資源在發展清潔能源經濟和高新技術產業中具有重要的作用，是國家的戰略資源。我國典型的稀土礦物資源有內蒙古包頭混合型稀土礦(以下簡稱“包頭礦”)、四川和山東的氟碳鈰礦及南方七省離子吸附型稀土礦，其中包頭稀土礦儲量最高，也是我國目前最重要的輕稀土資源。

當前我國工業上約90％的包頭礦采用“第三代酸法”冶煉分離：濃硫酸高溫強化焙燒-水浸-氧化鎂中和除雜得到較純凈的硫酸稀土溶液(如圖1所示)，再進行后續轉型分離等工序得到不同的稀土產品。其中水浸過程得到的硫酸稀土浸出液，以稀土氧化物計30～40g/L，在使用固體氧化鎂一次性中和除雜時，由于固體氧化鎂中含有大量雜質且固液反應效率相對低，產生大量含水率較高的磷鐵渣，造成稀土的夾帶及吸附損失量相對較高，中和渣需進一步加酸洗滌，增加了酸堿的消耗。因此，稀土濕法冶金提取分離過程中，需針對該過程進一步優化，提出新的優化工藝，以提高稀土收率，降低酸堿消耗。

發明內容

針對稀土精礦經過硫酸焙燒得到的焙燒礦，在水浸和氧化鎂中和除雜時，存在液相稀土隨渣夾帶損失的問題，為了進一步提高了稀土回收率，降低了工藝過程氧化鎂及酸消耗，本發明提供了一種從硫酸化焙燒稀土礦制備純凈硫酸稀土溶液的方法，包括：

(1)將硫酸化焙燒稀土礦進行一次浸出，得到過飽和硫酸稀土溶液和一次浸出渣；

(2)將一次浸出得到的過飽和硫酸稀土溶液進行升溫結晶得到純凈硫酸稀土晶體和結晶母液；

(3)將所述升溫結晶得到的結晶母液經補水或碳酸氫鎂溶液后與所述一次浸出得到的浸出渣進行二次浸出及除雜得到二次浸出液和二次浸出渣；

(4)采用所述二次浸出得到的浸出液溶解步驟(2)得到的純凈硫酸稀土晶體得到硫酸稀土溶液。

進一步的，還包括步驟(5)將硫酸稀土溶液深度除雜，得到純凈硫酸稀土溶液及中和渣。

進一步的，所述硫酸化焙燒稀土礦為氟碳鈰礦、獨居石礦、氟碳鈰礦與獨居石礦、磷釔礦中的至少一種的混合礦經硫酸化焙燒后所得。

進一步的，所述步驟(1)中一次浸出溫度為10～50℃，優選30～45℃，浸出液固比為0.5∶1～4∶1mL/g或m³/t，優選1.0∶1～2.5∶1mL/g或m³/t，浸出時間為1～30min，優選5～15min。

進一步的，所述步驟(2)中結晶方式包含誘導析晶、升溫結晶法中的至少一種，優選升溫結晶法，其中升溫結晶法的溫度為50～90℃，優選55～70℃，結晶時間為20～120min，優選30～90min。