[发明专利]一种低钙高品位混合稀土精矿循环浆化分解的方法

说明书

本发明涉及一种低钙高品位混合型稀土精矿循环浆化分解的方法，属于湿法冶金领域。包括以下过程：采用绝对过量的较低浓度的硫酸溶液，在加热条件下通过浆化反应快速分解低钙高品位混合型精矿中的氟碳铈矿，反应后，酸浸渣经水浸将硫酸钙与硫酸稀土溶解于水浸液中，水浸液中和除杂后形成磷铁钍渣。酸浸液补充硫酸后循环处理新矿；用浓碱液分解水浸渣和磷铁钍渣。碱废水结晶回收磷酸钠后循环使用。本发明适用于低钙高品位混合型稀土精矿处理，可以将混合稀土精矿中氟、磷资源分别回收，并将硫酸、氢氧化钠、能源等消耗均降低至理论消耗量，规避了浓硫酸与稀土精矿固固相反应设备结圈等问题，易于实现产业化。

技术领域

本发明涉及一种于湿法冶金技术，具体是，涉及一种低钙高品位混合稀土精矿循环浆化分解的方法。

背景技术

包头白云鄂博矿作为目前世界上探明储量和开采量最大的稀土矿床，蕴含着丰富的稀土资源。经选矿得到的混合稀土精矿由氟碳铈矿和独居石矿组成，比例一般在9：1到3：2之间，由于精矿组成的复杂性，使得精矿的冶炼分离过程存在许多变化。

目前产业化的混合型稀土精矿分解技术主要有浓硫酸高温焙烧分解工艺和浓碱液常压分解工艺。浓硫酸高温焙烧分解工艺是将稀土精矿与浓硫酸混合在400～1000℃焙烧，在反应过程中，精矿与浓硫酸会由固液混合相快速转化为纯固相，当矿物颗粒过大，会导致内部反应不完全影响稀土分解率，并且该工艺产出大量的高温混合酸性尾气(SO₂、SO₃、H₂SO₄、HF、SiF₄)，转型硫酸盐废水和放射性废渣均难以处理，导致整个环保处理工程系统庞大，成本很高。浓碱液分解工艺处理REO品位为60％左右混合稀土精矿，需要通过盐酸化选将精矿中CaO降低至2％以下，产出的盐酸除钙废水和混合钠盐废水(NaOH、Na₃PO₄、NaF、Na₂CO₃、Na₂SO₄和NaCl)资源回收难度大，造成过量的氢氧化钠浪费，只能简单的相互中和后达标排海，无法回收氟、磷等资源。同时，由于氢氧化钠价格几乎是硫酸价格的4-6倍，虽然工艺过程没有废气产生，但整体冶炼成本依然很高。

鉴于上述原因，国内许多学者开展新型冶炼技术的开发。李梅等公开了“白云鄂博稀土精矿制备氯化稀土的新方法”(专利号：201110221839.4)，该方法以高品位稀土精矿(REO品位为60-68％)为原料，将处理四川氟碳铈矿的氧化焙烧工艺与浓碱液工艺结合。先将混合型精矿中氟碳铈矿氧化焙烧，盐酸提取非铈三价稀土，再用浓碱液分解提取剩余四价铈和独居石矿物。但存在的问题是碱废水含有NaOH、Na₃PO₄、NaF和NaCl等，分离难度大，碱消耗量依然偏高；同时，高品位精矿是通过选铁得到，精矿中CaO含量依然偏高，碱分解酸溶过程存在消耗氢氧化钠以及造成稀土损失的风险等问题。同时李梅等公开了“酸碱联合低温分解白云鄂博稀土精矿的方法”(申请号：201310044410.1)，该方法在高品位稀土精矿中加入HCl和AlCl₃，络合浸出，过滤后，滤液加入硫酸钠进行复盐沉淀，稀土硫酸钠复盐和独居石渣采用碱法微波循环加热分解。该方法虽然减少了有害气体的溢出，但仍然存在碱废水中NaOH、Na₃PO₄、Na₂SO₄等成分复杂，废水难以分离回收等问题。

陈继等公开了“一种分解包头稀土矿的工艺方法”(申请号：

201310018072.4)和“一种从包头稀土矿硫酸浸出液中萃取分离铈、氟、磷的方法”(申请号：201510571527.4)。该方法同样将氧化焙烧工艺与浓碱液工艺结合，与上述工艺不同之处是氧化焙烧后的矿物采用了硫酸全溶技术获得四价铈与其他三价稀土的混合硫酸稀土溶液，再优先萃取四价铈与氟、磷形成的络合物制取氟化铈和磷酸铈混合产品。虽然碱消耗量有所下降，但同样存在混合钠盐废水以及混合铈盐产品应用开发等难题。因此，上述工艺均存在氟、磷资源没有综合利用，碱耗高，成本高等问题。