專利名稱：白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
白云鄂博礦是目前為止我國(guó)最大乃至世界上最大的稀土礦，這種稀土礦主要是以氟碳鈰礦和獨(dú)居石混合礦的形式存在的，屬于典型的難選、難冶煉礦物。在工業(yè)生產(chǎn)中，這種礦物主要有兩種冶煉工藝濃硫酸焙燒工藝和氫氧化鈉分解工藝。濃硫酸焙燒工藝是處理白云鄂博礦的最早也是最成熟的冶煉工藝，該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)礦物的適應(yīng)性強(qiáng)，但也存在著很多嚴(yán)重的缺陷，雖然在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)這些缺陷做了一些改進(jìn)，但是由于工藝本身的局限性，這一工藝仍存在著以下突出的問(wèn)題，如三廢污染問(wèn)題一直難以解決， 很多有用元素以廢物的形式白白流失；放射性元素釷以焦磷酸釷的形式存在，很難進(jìn)一步處理，只能交由環(huán)保部門專門存放，而且需繳納高昂的費(fèi)用。隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和力度的越來(lái)越強(qiáng)，以及新的環(huán)保法規(guī)的實(shí)施，該工藝很可能有全面廢止的危險(xiǎn)。近幾年來(lái)，包頭稀土企業(yè)也充分意識(shí)到濃硫酸焙燒工藝在稀土冶煉時(shí)的不足，為此研究開(kāi)發(fā)了氫氧化鈉分解工藝，但該工藝耗堿量大、生產(chǎn)成本高，另外該工藝由于采用的白云鄂博礦稀土品位不高，雜質(zhì)含量大，使該工藝一直很難穩(wěn)定順行，另外，在稀土冶煉過(guò)程中由于有害雜質(zhì)鈣的影響，造成稀土回收率低，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，該工藝能夠有效地解決稀土冶煉過(guò)程中的三廢污染問(wèn)題，稀土回收率高，并能實(shí)現(xiàn)其它有用元素的綜合回收利用。本發(fā)明的目的由以下工藝步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1)熱分解首先將品位為60 68%的白云鄂博稀土精礦進(jìn)行熱分解，溫度 400 600°C，時(shí)間為0. 5 2小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度6 12mol/L，鹽酸的用量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 1.2 2. 4，浸出溫度為60 95°C，時(shí)間0. 5 2小時(shí)，浸出過(guò)程中，加入氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO 質(zhì)量氯氣抑制劑=1 0.05 0.3，鹽酸浸出后，過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣液進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為 56 75%的溶液，用量為白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量=1 0. 8 1. 5，堿分解時(shí)溫度控制在150 230°C，時(shí)間0. 5 1. 5小時(shí)；(4)水洗對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為18 95°C，水洗至pH為7 9時(shí)過(guò)濾，得水洗液和水洗渣；(5)中和1 將水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為18 95°C，混合攪拌，至PH為 0. 5 2. 5時(shí)，過(guò)濾，得中和渣1和中和液1 ；
(6)中和2 向中和液1中加入堿性物質(zhì)，攪拌，溫度控制在18 95°C，調(diào)整中和液1的PH至4 5，過(guò)濾，得中和渣2和中和液2，中和液2即為最終的氯化稀土溶液，中和渣2可以作為提釷的原料，或固封保存。所述的白云鄂博稀土精礦為REO品位在60 68%之間的氟碳鈰礦與獨(dú)居石礦的混合型稀土精礦。所述的氯氣抑制劑為硫脲、H2O2、硫化鈉、硫化鋇中的一種。所述的堿性物質(zhì)為氨水、或堿金屬的氫氧化物、或堿土金屬的氫氧化物的溶液。所述的水洗液為氟化鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉的混合溶液，可用于回收氟化鈉、磷酸鈉，多余的氫氧化鈉可用作堿分解時(shí)的原料加入。所述的中和渣1可以返回加入到下一次堿分解步驟中。本發(fā)明首先從白云鄂博礦原料出發(fā)，研究開(kāi)發(fā)了一種新的白云鄂博礦選礦工藝， 運(yùn)用該工藝我們得到了高品位、高回收率的白云鄂博稀土精礦，本發(fā)明正是以該高品位、高回收率的白云鄂博礦稀土精礦為原料，發(fā)明了一種新的生產(chǎn)氯化稀土的新工藝，該工藝無(wú)三廢污染，稀土回收率高，工藝穩(wěn)定，并可以實(shí)現(xiàn)其它有用元素的回收利用，為白云鄂博礦的冶煉工藝的改進(jìn)提供了新的方向。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明相對(duì)于濃硫酸焙燒工藝的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有有毒、強(qiáng)腐蝕性氣體產(chǎn)生，不會(huì)產(chǎn)生大量氨氮廢水，主要雜質(zhì)元素可以得到有效的回收利用，成為工業(yè)產(chǎn)品，降低稀土冶煉時(shí)的成本，放射性元素釷的渣量小，易于保存和再次回收利用。2、本發(fā)明相對(duì)于氫氧化鈉分解工藝的優(yōu)點(diǎn)是耗堿量少，稀土回收率高，另外，本發(fā)明的原料為高品位、高回收率的白云鄂博稀土精礦，由于采用了精料的原則，生產(chǎn)效率高， 大大降低了單位氯化稀土產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。4、本發(fā)明不僅適合于以氟碳鈰礦和獨(dú)居石礦為主的白云鄂博礦，也適合于其它以氟碳鈰礦為主的其它混合稀土礦物。


圖1是本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1(1)熱分解取1. 5kg品位為60. 2%的白云鄂博礦進(jìn)行熱分解，熱分解的溫度 420°C，時(shí)間為1. 5小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度7mol/L，鹽酸的用量白云鄂博礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 2.2，浸出溫度為75°C，時(shí)間1.5小時(shí)，浸出過(guò)程中加入硫脲作為氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氯氣抑制劑 =1 0.06，對(duì)鹽酸浸出后的熱分解礦物進(jìn)行過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)將氫氧化鈉配制成質(zhì)量濃度為75%的溶液，氫氧化鈉的用量為白云鄂博礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量= 1 0. 8，堿分解溫度為2200C，時(shí)間0. 5小時(shí);(4)水洗采用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗液的溫度為75°C，水洗至水洗液的pH為7. 5時(shí)過(guò)濾；(5)中和1 將水洗時(shí)得到到的水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為55°C，混合攪拌，直至PH為2時(shí)，過(guò)濾；(6)中和2 向中和液1中徐徐加入質(zhì)量濃度為14%的氨水溶液，攪拌，溫度控制在55°C，調(diào)整至中和液1的PH至4. 5后過(guò)濾，得中和液2和中和渣2，中和液2為最終的氯化稀土溶液，經(jīng)測(cè)定該氯化稀土溶液體積為4100ml，REO的含量為209. 89g/L，稀土的總收率為95. 3%，釷的含量小于0. 01 %。實(shí)施例2(1)熱分解取1. 5kg品位為65. 36 %的白云鄂博礦進(jìn)行熱分解，熱分解的溫度 490°C，時(shí)間為1. 0小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度lOmol/L，鹽酸的用量白云鄂博礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 1.7，浸出溫度為75°C，時(shí)間1.5小時(shí)， 浸出過(guò)程中加入H2O2作為氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氯氣抑制劑 =1 0.3，對(duì)鹽酸浸出后的熱分解礦物進(jìn)行過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)將氫氧化鈉配制成質(zhì)量濃度為70%的溶液，氫氧化鈉的用量為白云鄂博礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量= 1 1.0，堿分解溫度為200°C，時(shí)間0.8小時(shí)；(4)水洗采用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗液的溫度為35°C，水洗至水洗液的pH為7. 9時(shí)過(guò)濾；(5)中和1 將水洗時(shí)得到到的水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為25°C，混合攪拌，直至PH為2. 5時(shí)，過(guò)濾；(6)中和2 向中和液1中徐徐加入質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液，攪拌，溫度控制在60°C，調(diào)整至中和液1的PH至4. 2后過(guò)濾，得中和液2和中和渣2，中和液2為最終的氯化稀土溶液，經(jīng)測(cè)定該氯化稀土溶液體積為4200ml，REO的含量為224. 79g/L，稀土的總收率為96.3%,釷的含量小于0. 01 %。實(shí)施例3(1)熱分解取1. 5kg品位為67. 65 %的白云鄂博礦進(jìn)行熱分解，熱分解的溫度 5500，時(shí)間為0. 5小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度6mol/L，鹽酸的用量白云鄂博礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 1.6，浸出溫度為95°C，時(shí)間1.0小時(shí)，浸出過(guò)程中加入硫化鈉作為氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氯氣抑制劑=1 0.07，對(duì)鹽酸浸出后的熱分解礦物進(jìn)行過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)將氫氧化鈉配制成質(zhì)量濃度為70%的溶液，氫氧化鈉的用量為白云鄂博礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量= 1 1. 5，堿分解溫度為200°C，時(shí)間1. 0小時(shí)；(4)水洗采用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗液的溫度為95°C，水洗至水洗液的pH為7. 2時(shí)過(guò)濾；(5)中和1 將水洗時(shí)得到到的水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為85°C，混合攪拌，直至PH為1.6時(shí)，過(guò)濾；(6)中和2 向中和液1中徐徐加入質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鉀溶液，攪拌，溫度控制在75°C，調(diào)整至中和液1的PH至4. 0后過(guò)濾，得中和液2和中和渣2，中和液2為最終的氯化稀土溶液，經(jīng)測(cè)定該氯化稀土溶液體積為4400ml，REO的含量為224. 17g/L，稀土的總收率為97. 2%，釷的含量小于0. 01%。實(shí)施例4(1)熱分解取1. 5kg品位為64. 88 %的白云鄂博礦進(jìn)行熱分解，熱分解的溫度 590°C，時(shí)間為0. 5小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度12mol/L，鹽酸的用量白云鄂博礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 2.3，浸出溫度為45°C，時(shí)間1.4小時(shí)， 浸出過(guò)程中加入硫化鋇作為氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氯氣抑制劑=1 0.16，對(duì)鹽酸浸出后的熱分解礦物進(jìn)行過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)將氫氧化鈉配制成質(zhì)量濃度為57%的溶液，氫氧化鈉的用量為白云鄂博礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量= 1 1. 4，堿分解溫度為230°C，時(shí)間1. 2小時(shí)；(4)水洗采用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗液的溫度為70°C，水洗至水洗液的pH為8. 5時(shí)過(guò)濾；(5)中和1 將水洗時(shí)得到到的水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為20°C，混合攪拌，直至PH為2時(shí)，過(guò)濾；(6)中和2 向中和液1中徐徐加入質(zhì)量濃度為20%的氨水溶液，攪拌，溫度控制在65°C，調(diào)整至中和液1的PH至4. 4后過(guò)濾，得中和液2和中和渣2，中和液2為最終的氯化稀土溶液，經(jīng)測(cè)定該氯化稀土溶液體積為4100ml，REO的含量為225. 73g/L，稀土的總收率為95. 1 %，釷的含量小于0. 01 %。實(shí)施例5(1)熱分解取1. 5kg品位為63. M%的白云鄂博礦進(jìn)行熱分解，熱分解的溫度 500°C，時(shí)間為1. 0小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度12mol/L，鹽酸的用量白云鄂博礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 2.0，浸出溫度為78°C，時(shí)間1.4小時(shí)， 浸出過(guò)程中加入硫脲作為氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氯氣抑制劑=1 0.065，對(duì)鹽酸浸出后的熱分解礦物進(jìn)行過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，堿分解時(shí)將氫氧化鈉配制成質(zhì)量濃度為70%的溶液，氫氧化鈉的用量為白云鄂博礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量= 1 0. 9，堿分解溫度為200°C，時(shí)間1. 5小時(shí)；(4)水洗采用普通工業(yè)用水對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗液的溫度為75°C，水洗至水洗液的pH為7. 9時(shí)過(guò)濾；(5)中和1 將水洗時(shí)得到到的水洗渣加入到鹽酸浸出液中，溫度為85°C，混合攪拌，直至PH為2. 2時(shí)，過(guò)濾；
(6)中和2 向中和液1中徐徐加入質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉溶液，攪拌，溫度控制在18°C，調(diào)整至中和液1的PH至4. 0后過(guò)濾，得中和液2和中和渣2，中和液2為最終的氯化稀土溶液，經(jīng)測(cè)定該氯化稀土溶液體積為4500ml，REO的含量為202. 48g/L，稀土的總收率為95. 6%，釷的含量小于0. 01%。
權(quán)利要求
1.白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于，方法步驟如下(1)熱分解首先將品位為60 68%的白云鄂博稀土精礦進(jìn)行熱分解，溫度400 600°C，時(shí)間為0. 5 2小時(shí)；(2)鹽酸浸出將熱分解后的白云鄂博礦采用鹽酸浸出，鹽酸濃度6 12mol/L，鹽酸的用量白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量濃鹽酸質(zhì)量=1 1.2 2. 4，浸出溫度為60 95°C，時(shí)間0. 5 2小時(shí)，浸出過(guò)程中，加入氯氣抑制劑，加入量白云鄂博稀土精礦中REO 質(zhì)量氯氣抑制劑=1 0.05 0.3，鹽酸浸出后，過(guò)濾，得鹽酸浸出液和鹽酸浸出渣；(3)堿分解采用氫氧化鈉對(duì)鹽酸浸出渣進(jìn)行堿分解，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為56 75%的溶液，用量為白云鄂博稀土精礦中REO質(zhì)量氫氧化鈉質(zhì)量=1 0.8 1.5，堿分解時(shí)溫度控制在150 230°C，時(shí)間0. 5 1. 5小時(shí)；(4)水洗對(duì)堿分解礦物進(jìn)行水洗，水洗溫度為18 95°C，水洗至pH為7 9時(shí)過(guò)濾， 得水洗液和水洗渣；(5)中和1將水洗渣加入到步驟(2)中的鹽酸浸出液中，溫度為18 95°C，混合攪拌， 至pH為0. 5 2. 5時(shí)，過(guò)濾，得中和渣1和中和液1 ；(6)中和2向中和液1中加入堿性物質(zhì)，攪拌，溫度控制在18 95°C，調(diào)整中和液1的 pH至4 5，過(guò)濾，得中和渣2和中和液2，中和液2即為最終的氯化稀土溶液，中和渣2作為提釷的原料，或固封保存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于所述的白云鄂博稀土精礦為REO品位在60 68%之間的氟碳鈰礦與獨(dú)居石礦的混合型稀土精礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于所述的氯氣抑制劑為硫脲、H2O2、硫化鈉、硫化鋇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于所述的堿性物質(zhì)為氨水、或堿金屬的氫氧化物、或堿土金屬的氫氧化物的溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于所述的水洗液為氟化鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉的混合溶液，用于回收氟化鈉、磷酸鈉，多余的氫氧化鈉用作堿分解時(shí)的原料加入。
6.權(quán)利1中所述的白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，其特征在于所述的中和渣1返回加入到下一次堿分解步驟中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種白云鄂博稀土精礦制備氯化稀土的新方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。本發(fā)明包含如下步驟熱分解，所用原料為品位60～68％的白云鄂博混合稀土精礦；鹽酸浸出，對(duì)熱分解后的礦物采用鹽酸浸出；堿分解，對(duì)鹽酸浸出后的濾渣采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行分解；水洗，堿分解后的礦物用水洗滌，洗至pH為7～9，水洗液用于回收氟、磷；中和1，鹽酸浸出液與水洗渣合并進(jìn)行中和1，中和至pH為0.5～2.5；中和2，將中和1的濾液中和至pH為4～5，中和2的濾液即為氯化稀土溶液。本發(fā)明的特點(diǎn)是耗堿量少，利于回收其他元素，無(wú)三廢污染，工藝穩(wěn)定，稀土回收率≥95％。
文檔編號(hào)C22B3/04GK102277483SQ201110221839
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者張曉偉, 張棟梁, 李梅, 柳召剛, 王覓堂, 胡艷宏, 高凱 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)