[发明专利]选择性提取混合稀土精矿中非铈稀土的方法

说明书

本发明公开了一种选择性提取混合稀土精矿中非铈稀土的方法，包括：将包含氟碳铈矿与独居石的混合型稀土精矿在400‑650℃条件下空气氧化焙烧1‑3小时，生成热氧化焙烧矿；将混合稀土精矿中的氟碳铈稀土中的三价铈氧化成四价铈；热氧化焙烧矿与浓硫酸混合均匀，在150‑800℃下低温焙烧0.5～2小时，利用浓硫酸溶解氧化焙烧矿形成磷酸铈和三价硫酸稀土；形成的磷酸铈和三价硫酸稀土与水进行水浸调浆、固液分离得到少铈硫酸稀土溶液和磷酸铈富集物。本发明充分结合了氟碳铈矿氧化焙烧形成高价态铈与硫酸分解独居石形成磷酸的技术优势，利用高稳定性磷酸铈实现了铈、磷资源的固定与非铈稀土的选择性开发。

技术领域

本发明涉及一种湿法冶金技术，具体是，涉及一种选择性提取混合稀土精矿中非铈稀土的方法。

背景技术

白云鄂博矿是我国最大的稀土矿。稀土矿物主要由氟碳铈矿与独居石组成，是世界公认的难选、难冶的矿物。现行生产工艺中，主要采用浓硫酸高温焙烧分解工艺与浓碱液分解工艺处理。近几年，稀土精矿冶炼工业“三废”治理与氟、磷等资源综合利用方面成为研究热点，形成的矿物处置方法几乎都是对过去冶炼工艺的集成与改进，虽各具特色，但都是建立在将15种稀土元素全部提取的技术导向上。

白云鄂博稀土矿物中稀土元素以镧、铈、镨、钕等轻稀土为主，其中镧约占25％，铈约占50％，镨和钕共占23％，其余中重稀土元素共占2％。在后端应用中，镨钕用量较大，市场缺口也较大，镧基本平衡，这就造成铈产品过剩并大量积压。在矿物冶炼过程中，这些元素被合并提取开发，每吨单一稀土氧化物的提取成本达到3～3.5万元。而氧化铈产品的市场价格长期保持在0.8-1.2万元，导致企业亏损严重。这种为提取高值资源(镨钕)而形成的过剩产能长期无法根治。

白云鄂博稀土精矿中除了稀土资源外，还含有氟、磷等有价资源。就现有冶炼工艺，矿物中的磷资源均没有得到利用。如浓硫酸高温焙烧工艺，磷与加入的铁粉形成化合物进入放射性废渣中，无法再次利用；碱分解工艺中，磷资源以磷酸钠形式与氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠，甚至硫酸钠等形成混合碱废水，难以回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种选择性提取混合稀土精矿中非铈稀土的方法，该方法创新点在于：(1)利用空气氧化焙烧将混合稀土精矿中的氟碳铈稀土中的铈氧化至四价铈。(2)利用浓硫酸快速溶解氧化焙烧形成稀土化合物形成硫酸高铈和三价硫酸稀土。(3)利用硫酸低温焙烧将独居石分解出来的磷酸与硫酸溶解形成的硫酸高铈以及空气水分形成稳定磷酸铈，并生成硫酸释放氧气。在硫酸作用下，其余的三价稀土得到充分溶解和分解，再用水提取得到少铈硫酸稀土溶液和磷酸高铈富集物，从而实现非铈稀土的选择性提取与均衡开发，使得铈与磷资源得以保护。主要反应方程式为：

(1)空气氧化焙烧

2REF₃·RE₂(CO₃)₃＝RE₂O₃+3REOF+REF₃+6CO₂↑

2CeF₃·Ce₂(CO₃)₃+3/2O₂＝3CeO₂+3CeOF₂+6CO₂↑

(2)硫酸低温焙烧

RE₂O₃+3H₂SO₄＝RE₂(SO₄)₃+3H₂O

CeO₂+2H₂SO₄＝Ce(SO₄)₂+2H₂O