[发明专利]混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收方法，特别是稀土冶炼过程中磷酸钠、氟化钠的分离回收，属于湿法冶金及废物综合利用领域。

背景技术

目前稀土作为我国极为重要的战略资源，在航空航天、军事、材料、机械、化工等方面扮演者越来越重要的角色。从稀土储量分布来看，我国的稀土矿主要分布在包头白云鄂博矿体中，这种稀土矿主要是以氟碳铈矿和独居石混合矿的形式存在的，属于典型的难选、难冶炼矿物。在选矿和冶炼过程中，一直存在稀土回收率低、其它有价元素难以回收利用、三废污染严重等问题。然而这些问题随着稀土资源的越来越少，环境保护要求和意识的越来越高，已受到人们越来越多的重视和关注。

浓硫酸焙烧是混合稀土矿冶炼的最主要的方法，该方法对稀土矿物的适应性较强，能稳定地生产出稀土化合物，但该工艺也存在着严重的问题：1、三废污染过于严重，严重影响了周围的生态环境；2、产生大量的焦磷酸钍的尾渣，该渣放射性高，也很难再利用，故只能交由环保部门指定封存，且须缴纳高昂的保管费用；3、矿物中很多有用元素以三废的形式白白损失，而且还增加了用于环保的费用。

出于环境保护和资源有效利用的原因，我们研究开发出了一种新的混合稀土精矿选矿、冶炼联合工艺，运用该工艺能稳定高效地生产出稀土化合物，而且这一工艺很快将运用的包头混合稀土矿的生产实践当中。

本发明正是在这个新工艺的基础上，对该工艺中碱分解矿物的水洗液进行有用元素的分离回收，分离回收得到了氟化钠和磷酸钠两种产品，降低了稀土冶炼过程的成本，实现了资源的综合利用，更重要的是彻底改善了三废污染问题，为混合稀土冶炼工艺的彻底改革开辟了一条新的道路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收方法，该方法能够有效地分离回收磷酸钠、氟化钠及氢氧化钠，并实现了资源的综合回收利用，工艺流程简单、生产成本低、无污染。

本发明的目的由以下工艺步骤来实现。

(1)焙烧：首先对混合稀土精矿焙烧，焙烧温度450～550℃，焙烧时间30～120分钟。

(2)酸浸：将焙烧矿采用浓盐酸浸出，盐酸浓度5～12mol/L，盐酸的用量：混合稀土精矿质量∶浓盐酸质量＝1∶1.8～2.8，浸出温度为60～95℃，时间0.5～2.5小时，得到酸浸渣和酸浸液。浸出过程中，采用硫脲作还原剂，硫脲的加入质量为原矿质量的0.05～0.1倍。

(3)碱分解：在盐酸浸出后的酸浸渣中加氢氧化钠溶液进行碱分解，氢氧化钠溶液质量浓度为40～90％，碱分解温度为130～230℃，时间0.5～1.5小时。

(4)水洗：对碱分解后的矿物进行水洗，水洗渣用于稀土的回收，水洗液用于分离回收磷酸钠和氟化钠，并实现氢氧化钠的有效利用。水洗采用逆流水洗的方式，逆流洗涤4～6级，水温50～90℃，水洗液的质量为混合稀土精矿质量的3～10倍，最后一级水洗采用清水淋洗，至水洗液的pH为7～9。

(5)蒸发结晶：对逆流洗涤时的第一级水洗液加热蒸发，加热温度为60～100℃，当蒸发至水洗液的质量为混合稀土精矿质量的0.7～6.5倍时，出现结晶，过滤回收结晶物，该结晶物为氟化钠。

(6)冷凝结晶：对蒸发结晶过滤后的滤液进行降温，温度为10～55℃，使其出现结晶，过滤回收该结晶物，该结晶物为磷酸钠。

(7)浓缩：将冷凝结晶过滤后的液体进一步加热浓缩，浓缩温度在65℃-100℃，浓缩至浓缩液的质量为混合稀土精矿质量的1倍以下。浓缩的液体为氢氧化钠溶液，作为碱分解矿物时氢氧化钠的稀释液，或冷凝或进一步蒸发制备出固体氢氧化物。

本发明的显著特征是：一种碱法分解包头稀土精矿的工艺及从该工艺的碱分解步骤的水洗液中分离回收得到磷酸钠和氟化钠，实现氢氧化钠的有效利用，利用本发明可以有效地回收混合稀土精矿冶炼过程中产生的磷、氟两种元素；工艺稳定性高，能稳定地分离回收出氟化钠、磷酸钠两种物质；最重要的是整个工艺没有引入其他杂质，也不存在三废问题。

本发明适合于混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收，也适合于混合稀土精矿其它冶炼工艺中碱法过程中的磷酸钠、氟化钠的分离回收。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做详细介绍，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

(1)对REO品位为65.42％的混合稀土精矿焙烧，焙烧温度500℃，焙烧时间60分钟。