[发明专利]从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法

说明书

本发明公开了从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法，涉及氟碳铈矿的冶炼分离技术领域。该方法包括：将氟碳铈矿通入水蒸气进行焙烧，得到焙烧矿和含氟气体；焙烧矿用盐酸进行第一次溶解，得到第一浸出渣和含稀土氯化物的第一浸出液，第一浸出液即为稀土溶液；用含钙离子剂将萃取剂皂化，皂化后的萃取剂对稀土溶液进行皂化，排出含钙的萃取废水；随后稀土溶液在盐酸中反萃得到氯化稀土溶液；含钙的萃取废水与含氟气体进行反应制备氟化钙产品；氯化稀土溶液用碳酸钠进行沉淀，沉淀后得到稀土碳酸盐，稀土碳酸盐经高温煅烧后得到稀土氧化物。该方法步骤简便，提高了氟碳铈矿的盐酸浸出率，同时高效回收、利用资源。

技术领域

本发明涉及氟碳铈矿的冶炼分离技术领域，具体而言涉及一种从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法。

背景技术

氟碳铈矿是全球稀土产业的主要矿种，具有代表性的矿山主要有美国芒廷帕斯稀土矿山、四川牦牛坪矿山、以及包头白云鄂博混合稀土矿和山东微山湖稀土矿。包头稀土矿为混合型稀土矿，其中氟碳铈矿：独居石大致比例为3:1。四川氟碳铈矿和山东微山湖矿属于单一稀土矿物类型的氟碳铈矿，含有稀土元素镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆，这两种类型的稀土矿REO在50%左右(以稀土氧化物计)，氟在6%左右。

现有技术中，四川碳铈稀土矿采用“氧化焙烧-盐酸第一次浸出-高温碱转化-水洗压滤-盐酸第二次浸出-浸出液合并除杂-萃取分离-沉淀-煅烧”的冶炼工艺，其存在的技术缺陷在于：

（1）稀土的总的浸出率低，两次用盐酸浸出的稀土浸出率在55%（主要原因是铈以四价铈的存在，不溶于盐酸），其中镨钕的浸出在率在90%。镨钕元素的价值占整个氟碳铈矿冶炼分离产品的90%以上。

（2）第一次盐酸浸出时稀土的浸出率只有33%，还剩下67%的渣需要浸出碱转化。碱转时用碱量大，每吨精矿需要消耗液碱(折100%)0.2吨；用水量大，碱转后的需要用水将碱转渣洗至PH7-8，折合处理每吨精矿需要耗水15m³。

（3）工业能耗高，碱转后的水洗都需要将水用电或者锅炉蒸汽加热，洗涤后的废水直接排放，大量的热量未得到回收利用。

（4）氟资源的回收利用价值低，原来是采用碱转废水的含氟废液与萃取分离的氯化钙废水进行反应，由于碱转废水中碱性杂质离子多，回收的氟化钙的品位在于80%左右，达不到销售的要求，还需要进一步提质。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法，该工艺在高温焙烧前通入水蒸汽，除去氟碳铈矿中的氟，有效提高稀土的第一次盐酸浸出率，由此可以省略碱转和第二次盐酸浸出工序，缩短工艺流程；并且将焙烧后得到的含氟气体含钙的萃取废水制备氟化钙产品，实现了资源的回收利用。

本发明采用的技术方案如下：

从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法，其包括如下步骤：

（1）将氟碳铈矿通入水蒸气进行焙烧，得到焙烧矿和含氟气体；焙烧矿用盐酸进行第一次溶解，得到第一浸出渣和含稀土氯化物的第一浸出液，第一浸出液即为稀土溶液；

（2）用含钙离子剂将萃取剂皂化，皂化后的萃取剂对稀土溶液进行皂化，排出含钙的萃取废水；随后稀土溶液在盐酸中反萃得到氯化稀土溶液；含钙的萃取废水与含氟气体进行反应制备氟化钙产品；氯化稀土溶液用碳酸钠进行沉淀，沉淀后得到稀土碳酸盐，稀土碳酸盐经高温煅烧后得到稀土氧化物。

上述技术方案中，含钙离子剂可选自但不限于碳酸钙、氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙等常用钙离子剂中任意一种。

本发明的从氟碳铈矿中综合回收稀土和氟的冶炼方法，步骤（1）中，水蒸气的通入速率为0.5-3m³ /kg*h。

即按照给予每千克氟碳铈矿每小时0.5-3立方米水蒸气的量使用水蒸气。