[发明专利]一种含锶稀土矿的综合利用工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及含锶稀土矿冶金分离技术领域，确切地说涉及一种既含菱锶矿又含天青石的稀土矿的锶与稀土合理综合利用的方法。

背景技术

目前国内稀土与锶共伴生矿矿床分布相对集中，易于开采，但此种矿物粒度细，稀土矿与锶矿物嵌布在一起，难以选别，目前多采用重选、浮选或磁选仅将氟碳铈矿单独回收，锶矿物进入尾矿，资源综合利用率低，资源浪费和生态环境破坏比较严重。针对稀土与锶共伴生矿中稀土与锶矿物的分离工艺，目前鲜有研究。

四川攀西地区稀土资源主要分布在冕宁-德昌地区。冕宁稀土开发较为成熟。德昌稀土矿与冕宁稀土矿一样，都是氟碳铈矿，但由于泥化严重、微细嵌布、锶钙类质同象，矿物结构犬牙交错等原因，采用与冕宁稀土矿相同的选矿工艺，是难以得到高品位的稀土精矿和同等高的稀土选矿回收率的。业界认为通过选矿，制备部分高品位商品稀土精矿和部分含锶稀土中矿是合理利用工艺。因此含锶稀土中矿的化学法分离技术的研究很有必要。

目前稀土企业的生产工艺中，人们通常采用与冕宁稀土矿的相同的选矿工艺来处理德昌稀土矿，导致稀土精矿品位仅50～60%，稀土回收率约30～40%。严重浪费难得的稀土资源。

此外，公开号为CN101157992，公开日为2008年4月9日的中国专利文献公开了一种氟碳铈矿与天青石共生矿的综合利用工艺，该工艺的具体步骤包括：首先将氟碳铈矿与天青石共生矿原料破碎至-200目占60~90%；再加入适量的捕集剂及碱类抑制剂，得到混合精矿；在500~600℃的温度下，氧化焙烧上述精矿1.5~2.5小时，得到焙砂；用浓盐酸在常温下浸出焙砂0.5~3.0h，最终所得浸渣为天青石，所得浸液为混合氯化稀土溶液。本发明可大幅提高稀土和天青石的利用回收率及天青石精矿的品位，满足天青石深加工的要求；且其混合精矿的分离与现有稀土生产结合紧密，不须额外投资新设备，扩容现有的焙烧、浸出设备即可；另外该发明还简化了重选、浮选操作，利于生产的稳定顺行。

但上述专利文献涉及的是纯天青石与稀土的分离利用方法，对于含部分菱锶矿稀土矿而言无法适用。含纯天青石的稀土矿在深部；其表面因氧化而有部分菱锶矿。碳酸锶和硫酸锶的化学性质不同，决定了不能用相同的分离工艺。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的“采用与冕宁稀土矿相同的选矿工艺来处理德昌含锶稀土矿，导致稀土精矿品位仅50～60%，稀土回收率约30～40%，从而严重浪费稀土资源”的技术问题，提供了一种含锶稀土矿的综合利用工艺，采用本工艺，能够大幅提高资源的利用率，稀土总回收率≥90%，比现有企业的指标高40～50%；锶的总回收率≥80%，比现有企业指标高20～35%。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种含锶稀土矿的综合利用工艺，其特征在于包括如下步骤：

1）焙烧：将含锶稀土矿矿粉在500～600℃的温度下，氧化焙烧1～3小时，得到焙砂，若选用选矿中矿无需磨矿工序，可直接入炉焙烧；氟碳铈矿的氧化分解温度是500~600℃，温度低于这个区域，氟碳铈矿分解效率降低，稀土的浸出率降低，稀土的回收率降低；温度高于这个范围，氟碳铈矿由于分解完全导致结构致密不利于后续酸浸，降低稀土的回收率。

2）碱浸：在焙砂中加入相当于稀土矿矿重2-18%的可溶性碱金属碳酸盐，在近沸温度条件下的水溶液中浸出0.5～3小时，过滤后得碱浸渣，碱浸渣中锶的硫酸盐进行复分解反应转化为锶的碳酸盐；

所述近沸温度在90-100℃范围内；水溶液中液固比（L/S）为1:1～5:1；

3）预浸：将碱浸渣在常温下用盐酸预浸10～90min，控制溶液pH8.0～10.0，液固分离得到含锶溶液和稀土氧化物渣。

上述过程理论上可以是加碱焙烧，清水热浸，但事实上将会难以进行液固分离，导致工业上无法操作，无法实施。

所述碱浸步骤中，过滤后的过滤液主要成分是氯化锶和氯化钙。可除杂，制备氯化锶；可除杂碳化，制备碳酸锶；可加入硫酸根，制备硫酸锶。

所述碱浸步骤中，过滤后的过滤液，采用芒硝为沉淀剂沉淀硫酸锶，加入芒硝为理论量的1.0～1.3倍，常温下搅拌1～3小时。即可得到品位≥80%的硫酸锶。若采用硫酸作沉淀剂，只能得到品位≥60%的硫酸锶，其本质区别为同离子效应所致。

所述碱浸步骤中，过滤所得的滤渣，主要成分是稀土氧化物。与稀土精矿氧化焙烧产物一致，可按现有化工厂流程制备相应的系列稀土产品。