[發明專利]一種焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法

在審

• 申請號: 202110852465.X
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113564343A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 趙仕林;韓禮陽;姜英;廖洋;王雪梅;馬駿;陳韻竹;黎小廷;李超群;黃曉路
• 申請（專利權）人: 四川師范大學;西昌學院
• 主分類號: C22B1/00
• 分類號: C22B1/00;C22B3/04;C22B3/10;C22B59/00;C01D3/02
• 代理公司: 成都知棋知識產權代理事務所(普通合伙) 51325
• 代理人: 馬超前

本發明公開一種焙燒含氟?稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法，包括步驟一、傳統焙燒含氟稀土礦和渣的堿轉脫氟，步驟二、加熱浸取NaF，步驟三、固液分離，步驟四、加熱浸取稀土四個步驟；本發明實現了首先將礦和渣中氟與稀土完全分離，使得浸取稀土鹽酸溶液中不含氟離子，完全避免了后續稀土的除雜、分離等工藝中的氟干擾，兩次浸取NaF即可實現堿轉渣中氟的完全回收且高價值資源化為KBF4原料，不排放含氟廢水，一次浸取即能實現稀土的完全提取，具有工藝流程簡短、顯著減少堿和酸用量、降低生產成本、有效避免了含氟三廢的排放等突出優勢，能實現含氟?稀土礦和渣中氟和稀土資源的完全回收，及其殘渣的安全利用。

技術領域

本發明涉及稀土濕法冶金技術領域，尤其涉及一種焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法。

背景技術

氟(F)和稀土(REEs)的化合物既是寶貴的工業原料，又是生態環境中的有毒污染物，由于氟的礦物化學特性，使其含氟-稀土的精礦和固渣中的F-REEs配位物難以實現完全堿轉脫氟，由此導致其F-與REEⁿ⁺難以實現完全分離，從而引起F和REEs資源難以實現完全回收，這不僅嚴重制約含氟-稀土礦和渣中氟和稀土資源的綠色可持續開發利用和循環利用，而且嚴重阻礙了稀土礦資源綜合利用與生態環境的協同發展；

以氫氧化鈉堿轉脫氟處理含氟-稀土礦和固廢渣，由于對稀土品位要求較高，并對F-REEs配位物分解率不高，且產生大量含氟和含堿的廢水難以處理，使該方法在稀土工業生產中應用受限，僅應用于氟碳鈰礦的鹽酸優溶后的含氟-稀土礦渣的堿轉脫氟生產工序，因此，本發明提出一種焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提出一種焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法，該焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法工藝流程簡短，具有顯著減少堿和酸用量、降低生產成本、有效避免了含氟三廢的排放等突出優勢，能夠實現含氟-稀土礦和固渣中氟、稀土的完全回收及其殘渣的安全利用。

為實現本發明的目的，本發明通過以下技術方案實現：一種焙燒含氟-稀土礦和固渣的綠色化學堿轉脫氟方法，包括以下步驟：

步驟一、傳統焙燒含氟稀土礦和渣的堿轉脫氟，將含氟稀土礦和渣加入100mL剛玉坩堝內，然后加入氫氧化鈉均勻混合，使含氟-稀土礦和渣中的氟和稀土徹底堿轉為NaF和RE_xO_y，得到堿轉的礦渣；

步驟二、加熱浸取NaF，將步驟一堿轉的礦渣進行研磨并加入去離子水，在加熱40～80℃溫度下攪拌浸取6～20min，得到浸取液；

步驟三、固液分離，用高速離心機將步驟二所得的浸取液進行固液分離，得到含NaF浸取液和含RE(OH)₃礦渣，并重復1～3次步驟二和步驟三的操作，使氟和稀土完全分離，得到含稀土的氫氧化物礦渣；

步驟四、加熱浸取稀土，將步驟三所得的含稀土的氫氧化物礦渣與3mol/L的鹽酸混合，將其礦渣中稀土以RECl₃浸取。

進一步改進在于：所述步驟一中含氟稀土礦和渣中REO含量為20～66％，含氟量為3.0～15.0％，含氟稀土礦和渣為氟碳鈰礦、氟碳鈰精礦、氟化稀土渣或氟氧稀土渣(REOF)和和氟碳鈰礦-獨居石混合精礦中的一種。

進一步改進在于：所述步驟一中加入氫氧化鈉混合后，將剛玉坩堝加熱至500～700℃并保溫10-50min，使含氟稀土礦和渣中的氟和稀土堿轉為NaF和RE_xO_y更加充分。

進一步改進在于：所述步驟二中加熱浸取氟水固比為4-8:1。

進一步改進在于：所述步驟三中重復浸取時第一次浸取液作氟資源化KBF4處理的原料，第二次和第三次浸取含氟水溶液作下一批次堿轉礦浸取氟的用水。