[发明专利]一种微波加热氯化分解包头混合稀土精矿的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及矿物提取冶金技术领域，具体涉及一种微波加热氯化分解包头混合稀土精矿的方法。

背景技术：

我国是稀土资源大国，主要集中于内蒙古、四川、江西和山东四个省(区)，其中内蒙古包头的混合稀土矿是一种集铁、铌、稀土及钍的多金属矿，是我国特有的一种复合型稀土矿物。其储量巨大，是世界第一大轻稀土资源及第二大钍资源，探明储量已超过4300万吨。

在包头混合稀土精矿的处理工艺中，浓硫酸焙烧分解法和氢氧化钠碱分解法是主要的工艺方法。浓硫酸焙烧分解过程中，稀土精矿与浓硫酸混合后经高温(500～600℃)焙烧，分解为稀土硫酸盐，经过水浸全部进入到水浸液中。但是在浓硫酸焙烧过程中，稀土精矿分解的同时产生大量含氟废气，为处理这些废气需要使用填料塔、喷射塔、雾化吸收室等尾气处理设备，大大增加了生产成本，而且尾气对设备的腐蚀问题也较严重。采用氢氧化钠碱分解法提取稀土工艺对稀土矿品位要求较高，需高于60％，在碱分解前仍需要酸洗除钙，工序较长；另外，碱分解后的水洗除氟、磷过程中，产生大量碱性含氟废水，难以处理，不利于氟的回收。因此，如何利用稀土矿高效、清洁生产生产稀土，是我国稀土工业必须解决的战略性课题。

目前加碳氯化方法被公布用于很多种矿石的处理。其中，攀枝花钢铁研究院的王建鑫等人提出了“加碳氯化生产四氯化锆及生产海绵锆的方法，公开号CN103466699A”；沈阳化工学院的张丽清等人提出了“从富硼渣中提取并分离硼和镁的加碳氯化方法，公开号CN101121535A”；东北大学的王兆文等人提出了“一种利用煤矸石生产氯化铝、氯化硅和氯化铁的方法，公开好CN102923747”；加碳氯化处理稀土矿曾由德国Goldschmidt公司提出，用于处理氟碳铈精矿并用于工业生产。该方法工序简单、化学原料消耗少等优点，但生产出的产品含有大量的氟和见图金属元素，到20世纪80年代停止应用。东北大学王之昌等人提出的“从稀土矿物中提取并分离铈和非铈稀土的加碳氯化方法，公开号CN1373232A”，但该方法工序复杂，能量利用率较低，且做不到连续生产，难以应用于实际生产。

针对以上工艺缺点，本发明提出了一种采用微波流化床对稀土精矿进行氯化分解的方法。

发明内容：

针对现有方法存在的不足，本发明提供一种微波加热氯化分解包头混合稀土精矿的方法，该方法采用微波流化床对稀土精矿进行氯化分解的方法，在较低温度下通入氯气分解包头混合稀土精矿，是一种清洁分离、高效提取稀土的生产工艺，无废水排放。

本发明的微波加热氯化分解包头混合稀土精矿的方法，包括以下步骤：

步骤1、微波加热氯化分解：

(1)按质量比，包头混合稀土精矿：碳：四氯化硅＝1：(0.08～0.12)：(0.04～0.06)，配料，混合均匀，制得混合物料；

(2)按质量比，包头混合稀土精矿：氯气＝1：(2～5)，向混合物料中通入氯气，采用微波流化床加热5～20min，温度达到900～1200℃，恒温10～60min，将混合物料充分分解，并经过回收去除杂质，制得含稀土氯化物的混合物；

步骤2、碱液净化：

(1)将含稀土氯化物的混合物，加入氢氧化钠溶液，在40～70℃，搅拌20～60min，搅拌速率为200～400rpm，得到稀土氢氧化物和氯化钠的混合物；其中，氢氧化钠溶液的质量浓度为100～150g/L，含稀土氯化物的混合物加入氢氧化钠溶液后的液固质量比为(5～7)：1；

(2)将稀土氢氧化物和氯化钠的混合物，进行固液分离，得到稀土氢氧化物沉淀和氯化钠溶液；

(3)将氯化钠溶液电解，得到氢氧化钠溶液和氯气；

(4)氢氧化钠溶液经调整浓度至100～150g/L后返回步骤2作为原料进行碱液净化，氯气返回步骤1作为原料进行氯化分解；

步骤3、煅烧分解：

将稀土氢氧化物沉淀，煅烧分解生成混合稀土氧化物，其中，煅烧温度为300～550℃，煅烧时间为20～50min。

所述步骤1中，包头混合稀土精矿是指包头白云鄂博稀土矿经选矿形成的稀土矿产品，主要含有氟碳铈矿和独居石，氧化铈、氧化镧和氧化钕的质量含量之和为45～55wt％，矿物粒度为100～300目；