專利名稱:獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種放射性廢渣中有價(jià)元素的綜合回收方法,具體地說是一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,特別是涉及一種從獨(dú)居石渣中分離回收獨(dú)居石精礦和鋯英石精礦的方法。
背景技術(shù):
獨(dú)居石是我國稀土工業(yè)四大主要原料之一。獨(dú)居石主要蘊(yùn)藏于廣東、廣西、海南島的海濱砂礦中,主要與鋯、鈦等礦物伴生,內(nèi)陸也有獨(dú)居石礦, 如湖南岳陽的筻口就有一個(gè)特大型的獨(dú)居石礦。獨(dú)居石屬于輕稀土礦,目前的生產(chǎn)工藝是獨(dú)居石精礦經(jīng)堿分解,從料液中提取有用的稀土和磷,剩下的固態(tài)產(chǎn)物中含有約16 28 %的ThO2、0. 6 1. 2 %的U和9 20 %的RE0,還有未被分解的獨(dú)居石、鋯英石、金紅石等有用礦物。因其中含量最多的釷沒有找到大的用途,這些資源的回收未被重視,而成了一堆讓人頭疼的放射性廢渣,不利于環(huán)保管理,也成了以獨(dú)居石為原料的稀土廠生存和發(fā)展難以逾越的障礙。目前,全國已有約5萬噸獨(dú)居石渣,每年還有近I萬噸礦渣產(chǎn)出,如管理不規(guī)范,將會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的危害。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,即對(duì)獨(dú)居石渣分離回收有價(jià)元素鈾、釷、稀土后的尾礦的處理方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的,一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,它包括下列步驟
⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:1 15的比例,將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液;
⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無溶液流出,濾液與步驟⑴中的上清液合并;
⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌,至濾液pH值2 3時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,水洗液與步驟⑴中的上清液合并,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣;
⑷濾渣處理將步驟⑶中的濾渣進(jìn)行選礦,得到獨(dú)居石精礦、鋯英石精礦和尾礦,尾礦經(jīng)堿分解后送入獨(dú)居石精礦處理工藝處理,獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率,減少濾渣的處理量,本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例,將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例,將濃度為O.1OmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C IOO0C,攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液。由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的,采用低酸、低溫浸出,液相和固相容易分離;采用選礦工藝對(duì)二次渣進(jìn)行選礦并堿分解后,實(shí)現(xiàn)了鈾、釷、稀土的閉路循環(huán)回收;同時(shí),還可循環(huán)利用萃取余液廢酸,減少廢水排放,降低硫酸和新水消耗以及廢水處理費(fèi)用,降低生產(chǎn)成本,有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率大于97%,可實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝中無放射性廢水、廢渣排出。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 :
一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,它包括下列步驟
⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:1 15的比例,將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液;
本實(shí)施例按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 10的比例,將獨(dú)居石渣(H2O 30. 80 %,ThO2 % 24. 2 %,REO % :9. 65 %,U % :0. 77 % )加入盛裝有濃度為O. 25mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中,加熱至55°C,攪拌5小時(shí),冷卻靜置澄清至上清液清亮,靜置時(shí)間為5h,虹吸上清液至儲(chǔ)槽中,固相留反應(yīng)釜中。⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無溶液流出,濾液與步驟⑴中的上清液合并;
⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌,至濾液pH值2 3時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,水洗液與步驟⑴中的上清液合并,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣;
本實(shí)施例用水洗滌濾渣,至濾液PH值3時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液,攪拌混勻,取樣分析,計(jì)算得出鈾的浸取率為78 %,釷的浸取率為80 %,稀土的浸取率為45 %。本發(fā)明可對(duì)步驟⑶得到的含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液采用離子交換吸附法從中提取鈾,得到固體重鈾酸鈉和含釷和稀土的溶液;采用萃取法從上步含釷和稀土的溶液中提釷,得到固體氫氧化釷和稀土溶液;采用萃取法從上步稀土溶液中提取稀土,得到氯化稀土溶液和廢酸溶液;為減少工業(yè)廢水排出,節(jié)約生產(chǎn)成本,本發(fā)明還可將產(chǎn)生的廢酸溶液即萃余液返回步驟⑴作酸浸液用。⑷濾渣處理將步驟⑶中的濾渣進(jìn)行選礦,得到獨(dú)居石精礦、鋯英石精礦和尾礦,尾礦經(jīng)堿分解后送入獨(dú)居石精礦處理工藝處理,獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。本實(shí)施例將IOOKg濾渣通過重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦11.5Kg,60 %的鋯英石精礦32. 5Kg,得尾礦54kg,獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理,鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾,得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣,濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理,實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);所產(chǎn)濾渣Ilkg為非放射性廢渣排出。實(shí)施例2:
為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率,本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例,將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。本實(shí)施例在步驟⑴后,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 2的比例,將濃度為O. 25mol/的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至60°C,攪拌5小時(shí),冷卻靜置澄清6小時(shí), 虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1 :1 3的比例,將濃度為O.1OmoI/L O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C IOO0C,攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液。本實(shí)施例在二次酸浸后,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 1的比例,將濃度為O.1Omol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至50°C,攪拌O. 5小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。取樣分析,鈾的浸取率為82. 5 %,釷的浸取率為86 %,稀土的浸取率為58. 8 %。本實(shí)施例在步驟⑷中,將IOOKg濾渣通過重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦12. 4Kg,60 %的鋯英石精礦34. 8Kg,得尾礦52kg,獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理,鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾,得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣,濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理,實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);所產(chǎn)濾渣11. 3kg為非放射性廢渣排出。余同實(shí)施例1。實(shí)施例3
本實(shí)施例在步驟⑴中,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:12的比例,將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 25mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中,加熱至60°C,攪拌6小時(shí),冷卻靜置澄清至上清液清亮,靜置時(shí)間為6h,虹吸上清液至儲(chǔ)槽中,固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率,本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:1. 5的比例,將濃度為O. 35mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至80°C,攪拌5小時(shí),冷卻靜置澄清6小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例,將濃度為O.1OmoI/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至80°C,攪拌1. O小時(shí),冷卻靜置澄清8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中,用水洗滌濾渣,至濾液pH值2. 5時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液,攪拌混勻,取樣分析,計(jì)算得出鈾的浸取率為83.5 %,釷的浸取率為87.2 %,稀土的浸取率為61. O %。本實(shí)施例在步驟⑷中,將IOOKg濾渣通過重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦12. 7Kg,60 %的鋯英石精礦36. 7Kg,得尾礦49. 6kg,獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理,鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。
尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾,得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣,濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理,實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);所產(chǎn)濾渣11. 5kg為非放射性廢渣排出。余同實(shí)施例1。實(shí)施例4
本實(shí)施例在步驟⑴中,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 8的比例,將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 3mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中,加熱至65°C,攪拌7小時(shí),冷卻靜置澄清至上清液清亮,靜置時(shí)間為7h,虹吸上清液至儲(chǔ)槽中,固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明為提高有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率,本發(fā)明在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:3的比例,將濃度為O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至90°C,攪拌5小時(shí),冷卻靜置澄清6小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=l:2的比例,將濃度為O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至90°C,攪拌1. O小時(shí),冷卻靜置澄清8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中,用水洗滌濾渣,至濾液pH值2. O時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液,攪拌混勻,取樣分析,計(jì)算得出鈾的浸取率為85. 5 %,釷的浸取率為88. O %,稀土的浸取率為65. 5 %。本實(shí)施例在步驟⑷中,將IOOKg濾渣通過重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦12. 9Kg,60 %的鋯英石精礦36. 4Kg,得尾礦49. 3kg,獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理,鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾,得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣,濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理,實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);所產(chǎn)濾渣11. 8kg為非放射性廢渣排出。余同實(shí)施例1。實(shí)施例5
本實(shí)施例在步驟⑴中,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=I 7的比例,將獨(dú)居石渣加入盛裝有濃度為O. 45mol/L硫酸溶液的反應(yīng)釜中,加熱至70°C,攪拌8小時(shí),冷卻靜置澄清至上清液清亮,靜置時(shí)間為8h,虹吸上清液至儲(chǔ)槽中,固相留反應(yīng)釜中。
在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:3的比例,將濃度為O. 5mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至90°C,攪拌5小時(shí),冷卻靜置澄清8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)釜中。本發(fā)明在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:2的比例,將濃度為O. 25mol/L的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至90°C,攪拌1. O小時(shí),冷卻靜置澄清8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液,固相留反應(yīng)爸中。本發(fā)明在步驟⑶中,用水洗滌濾渣,至濾液pH值3. O時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,洗滌濾液送至儲(chǔ)槽中,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液,攪拌混勻,取樣分析,計(jì)算得出鈾的浸取率為88. 5 %,釷的浸取率為89. O %,稀土的浸取率為67. O %。
本實(shí)施例在步驟⑷中,將IOOKg濾渣通過重選、電選、磁選得到品位為60 %的獨(dú)居石精礦13. OKg, 60 %的鋯英石精礦36. 8Kg,得尾礦49kg,獨(dú)居石精礦送獨(dú)居石精礦處理工藝處理,鋯英石精礦可直接銷售。獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。尾礦經(jīng)堿分解一水洗一酸溶一壓濾,得含鈾、釷、稀土的濾液和濾渣,濾液返回獨(dú)居石精礦處理工藝處理,實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán);所產(chǎn)濾渣11. 9kg為非放射性廢渣排出。余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,其特征是它包括下列步驟⑴酸浸按獨(dú)居石渣(kg):酸(L)=1:1 15的比例,將獨(dú)居石渣加入到濃度為O. 25mol/ L O. 5mol/L的硫酸溶液中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4 小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液得到含有鈾、娃、稀土有價(jià)元素的溶液;⑵壓濾將虹吸上清液后的料漿用泵打入板框壓濾機(jī)壓濾至無溶液流出,濾液與步驟 ⑴中的上清液合并;⑶水洗將板框壓濾機(jī)的濾渣加水洗滌,至濾液PH值2 3時(shí)停止進(jìn)水,壓干濾渣,水洗液與步驟⑴中的上清液合并,得到含有鈾、釷、稀土的清亮水溶液和含有獨(dú)居石、鋯英石等礦石及殘留鈾、釷、稀土化合物的濾渣;⑷濾渣處理將步驟⑶中的濾渣進(jìn)行選礦,得到獨(dú)居石精礦、鋯英石精礦和尾礦,尾礦經(jīng)堿分解后送入獨(dú)居石精礦處理工藝處理,獨(dú)居石精礦處理工藝所產(chǎn)獨(dú)居石渣又送入步驟 ⑴處理,如此實(shí)現(xiàn)放射性物質(zhì)閉路循環(huán)回收,生產(chǎn)工藝中無放射性廢渣排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,其特征是在步驟⑴后進(jìn)行二次酸浸,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:1 3的比例,將濃度為O. 25mol/L O. 5mol/L 的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C 100°C,攪拌5小時(shí) 8小時(shí),冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,其特征是在二次酸浸后進(jìn)行酸洗,按獨(dú)居石渣(kg):酸(L) =1:1 3的比例,將濃度為O. lOmol/L O. 25mol/L 的硫酸溶液加入到虹吸上清液后的料漿中,加熱至40°C 100°C,攪拌O. 5小時(shí) I小時(shí), 冷卻靜置澄清4小時(shí) 8小時(shí),虹吸上清液與步驟⑴所得上清液合并得到含有鈾、釷、稀土有價(jià)元素的溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獨(dú)居石渣分離回收后尾礦的處理方法,即對(duì)獨(dú)居石渣分離回收有價(jià)元素鈾、釷、稀土后的尾礦的處理方法,其特征是它包括下列步驟酸浸、壓濾、水洗、濾渣處理,本發(fā)明采用低酸、低溫浸出,液相和固相容易分離;采用選礦工藝對(duì)二次渣進(jìn)行選礦并堿分解后,實(shí)現(xiàn)了鈾、釷、稀土的閉路循環(huán)回收;同時(shí),還可循環(huán)利用萃取余液廢酸,減少廢水排放,降低硫酸和新水消耗以及廢水處理費(fèi)用,降低生產(chǎn)成本,有價(jià)元素鈾、釷、稀土回收率大于97%,可實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝中無放射性廢水、廢渣排出。
文檔編號(hào)C22B60/02GK103014358SQ201210489668
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者劉克勤, 王 琦, 陶業(yè)平, 陳月華, 朱焱, 崔小震 申請(qǐng)人:益陽鴻源稀土有限責(zé)任公司