[发明专利]一种从硝酸分解磷矿过程中回收稀土的方法

说明书

本发明公开了一种从含稀土磷矿中综合回收稀土的方法。将含稀土的磷矿用硝酸溶液浸出，然后固液分离得到含稀土的溶液，不需要中和，可在强酸条件下，对含稀土的溶液进行萃取‑反萃，回收稀土元素。通过加入硝酸进行浸取，浸取液中磷酸的存在，使浸出液酸性增强，进一步促进了稀土的提取效率，提取效率最高可达98%以上，且磷酸不发生萃取，杂质离子也几乎不萃，实现了将磷矿中的磷与稀土良好的分离，可拓宽硝酸磷肥企业的产品链，开创了一条稀土资源综合回收利用的道路，有利于含稀土磷矿资源的利用。

技术领域

本发明涉及稀土回收领域，具体而言，提供了一种从含稀土的强酸性浸出液中高效回收稀土的方法。

背景技术

随着当今科学技术的高速发展，享有工业“黄金”之称的稀土，因其具有优良的光电磁等物理特性，作为战略资源已广泛应用于新材料、化工、国防科技、能源、航空航天等领域。含稀土磷矿作为一种潜在的稀土资源，开展综合回收利用稀土的研究具有重要意义，针对磷矿中稀土含量低及其赋存状态特殊的特点，已经开展了许多种回收工艺研究。

稀土矿物主要有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和离子吸附型稀土矿等。目前回收独居石中稀土的方法主要有两种方式：

（1）碱法分解处理独居石（适用于高品位的独居石矿），独居石与液碱反应的过程中，稀土生成不溶于水的氢氧化物，磷转化位磷酸三钠，稀土氢氧化物在经过盐酸优溶，除杂得到混合氯化稀土。若精矿中铁、硅等杂质含量高，易行成硅酸钠、氢氧化铁等胶态物质，沉淀过滤分离工序难以进行，因此该工艺无法正常运行；

（2）浓硫酸焙烧法分解独居石矿，将独居石精矿与浓硫酸混合在200-300ºC分解，浓硫酸用量为精矿重量的1.7~2倍，分解物冷却后用7~10倍于精矿重量的水浸取，浸出液中稀土约50g/L（REO），25g/L P₂O₅，2.5g/LFe₂O₃,酸度为2.5mol/L。该浸液酸度高，杂质高，采用磷酸钠复盐沉淀稀土，然后经过碱转化为氢氧化物，在采用酸优先浸出稀土，萃取分离稀土。该方法工艺复杂，液固分离步骤复杂，工艺不连续，稀土回收率低;而且酸碱交叉使用，化工原料消耗成本高，且磷进入废水处理难度大，难以有效回收。

世界磷矿资源储量大，常伴生微量稀土。目前回收磷矿中稀土的方法包括以下工艺：

（1）采用盐酸、硝酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺，95%以上的稀土进入溶液中，在采用溶剂萃取、离子交换、沉淀结晶等方式回收稀土；

（2）采用硫酸法处理磷矿的湿法磷酸工艺，稀土分别进入溶液和磷石膏中，再采用硫酸浸取磷石膏使稀土进入溶液，溶液中的稀土可采用溶剂萃取、离子交换、沉淀结晶等方式回收稀土；

（3）磷酸处理磷矿工艺，将含稀土的磷矿与磷酸溶液混合进行反应，85%以上的稀土进入渣中，再采用盐酸、硝酸、或硫酸溶解回收渣中的稀土，但渣中的稀土品位很低，杂质磷、钙、镁等含量高，稀土回收率低；

（4）采用高氯酸处理磷矿工艺，大部分稀土进入渣中，再用盐酸、硝酸等回收渣中的稀土，渣中钙、镁、铝、铁等杂质较多，对稀土进一步回收有难度。

门广平等用P204、P507作为萃取剂，正庚烷为稀释剂，溶液自由酸度为2mol/L，萃取剂的浓度为0.5 mol/L，对磷矿低浓度的稀土元素进行萃取，对于相比为1:1，水相为硝酸浸滤液，可萃取60.78%的稀土离子，但对铁等杂质的萃取率达80%以上。综上可知，在强酸性介质中P204、P507两种萃取剂不能高效的萃取稀土元素，所以提取前要用碱中和高酸度的磷矿浸出液以降低酸度，增加了酸度调节流程，提高了生产成本，并有大量的废水产生。因此针对磷矿浸出液，稀土含量低、酸性强、杂质多等特点，在酸性强的体系中直接提取回收稀土，已成为一个亟待解决的问题。

发明内容