[发明专利]一种从氟碳铈矿硫酸浸出液分离稀土并制备冰晶石的方法

说明书

 技术领域

  本发明属于稀土湿法冶金技术领域，具体涉及一种从氟碳铈矿硫酸浸出液分离稀土并制备冰晶石的方法。

背景技术

氟碳铈矿是世界储量最大，并且是目前开采和使用量最大的稀土矿产资源，其成分以轻稀土元素为主，还伴生有价值资源0.1~0.2wt.%的钍和7~9wt.％的氟。

目前应用于氟碳铈矿的分解与稀土提取的工艺多达10余种，归纳起来主要有酸法和碱法，其中酸法主要采用盐酸或硫酸，如浓硫酸焙烧法，由于氟元素的存在，使该工艺过程中易产生HF气体和硫酸酸雾，不仅污染环境而且对设备腐蚀性大，工艺流程长，原料消耗量大，而盐酸法可获得较高浓度的混合稀土料液，并且设备投资少，工艺简单，应用较为广泛，该工艺需要首先将氟碳铈矿高温焙烧分解为稀土氧化物，但是同时放出HF、HCl等气体，造成环境污染，一部分F^-随RE³⁺和Ce⁴⁺进入溶液，影响稀土的提取，并且该工艺稀土形态反复转化，液固分离操作多，稀土提取率低，化工材料消耗大，废物排放多；碱法是采用浓NaOH 分解精矿, 相对而言可减轻氟对环境的污染, 但碱法要求精矿的品位高, 同时对设备的耐腐要求同样高, 并且碱法的加热问题至今没有得到很好的解决, 因此目前工业上很少采用。

无论酸法还是碱法分解工艺，都会产生大量废酸和含氟三废物而污染环境。因此，氟碳铈矿中“氟”元素的存在，是稀土湿法冶炼工业产生高消耗、高污染、高成本问题的最主要根源，是制约氟碳铈矿清洁生产的瓶颈，因此，开发新型绿色稀土冶炼技术，解决“氟”对环境的污染问题，实现稀土资源的高效利用是我国稀土工业未来发展面临的重大课题。氧化焙烧-硫酸浸出法是60年代发展起来的氟碳铈矿提取稀土方法。中国稀土学报2000年第一期（二（2-乙基己基）膦酸从含氟稀土硫酸溶液中萃取铈的机制）公开了一种氧化焙烧-硫酸浸出-萃取法，是首先将四价铈与氟一起从氟碳铈矿硫酸浸出液中萃取出来，在反萃过程中实现铈与钍和氟的分离，少铈三价稀土经萃取分离得到单一稀土产品，该方法是一种经济清洁的方法，但由于氟具有极强的配位能力，在冶炼过程中形成[CeF₂]²⁺和[ThF₂]²⁺配离子，使氟与铈不易分离，并且在操作过程中由于萃取剂及稀释剂中的某些还原性杂质易使萃取体系产生第三相，萃取过程难以进行，所以该方法距离工业化应用还有一定的距离，因此，解决流程中氟的问题是该工艺能否实现工业化的关键。如中国专利CN1133346A公开了一种从含氟硫酸稀土溶液中萃取分离铈的工艺，该方法以氟碳铈矿焙烧-硫酸浸出得到的含氟硫酸稀土溶液为料液，以P507 为萃取剂，以硼化物（硼酸、硼砂）为氟络合剂，在萃取和反萃过程中，含硼化合物与氟具有极强配位能力而抑制了氟与稀土的结合，达到了Ce⁴⁺与Th⁴⁺、F^-的分离，具有较好的分离效果，但该方法未对氟的分离与利用进一步研究，没有实现工业化。中国专利CN1648264A公开了一种氟碳铈矿氧化焙烧-硫酸浸出-萃取后有机相除氟的方法，该方法对浸出液进行溶剂萃取，使铈和氟萃入有机相，三价稀土留在水相，使铈和氟与三价稀土分离，然后用含除氟剂的酸性水溶液将氟从有机相中除去，使其与铈分离，该方法减轻了氟碳铈矿湿法冶炼中产生的氟污染问题，也可消除氟对反萃铈的干扰，具有一定的应用价值。

上述方法均是在萃取后实现Ce⁴⁺、RE³⁺、F^-的分离，由于氟的极强配位能力，增加了后续稀土分离处理的难度，实现工业化应用还需要进行大量的研究工作，并且将氟当作无用元素进行处理，未真正把氟作为一种资源进行资源化利用，也造成了氟资源的极大浪费，如能在萃取之前或萃取过程中通过加入氟络合剂使氟/稀土分离，可消除氟对后续处理工艺的影响，再进行稀土浸出与分离，并可对氟进行资源化利用，最终实现稀土冶炼的清洁化生产和资源的全面利用。

发明内容    

针对现有的氟碳铈矿冶炼分离技术中存在的问题，本发明提供一种从氟碳铈矿硫酸浸出液分离稀土并制备冰晶石的方法，目的是通过向氟碳铈矿焙烧后浸出得到的氟碳铈矿硫酸浸出液中加入氟络合剂，在溶剂萃取过程中使氟/稀土分离并制备冰晶石，能够消除氟对后续处理工艺的影响，大大减轻了流程对环境的污染，并可实现氟的回收利用。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：