[发明专利]一种从独居石精矿中冶炼分离铀、钍和稀土的工艺方法

说明书

本发明提供了一种从独居石精矿中冶炼分离铀、钍和稀土的工艺方法，以独居石精矿为原料，采用湿法珠磨破碎和磁选除铁、碱分解转型、磷酸三钠产品制备、碱饼加盐酸优溶、氯化稀土混合物产品制备、优溶渣加盐酸全溶、胺类萃取提取铀及铀产品制备、酸性含磷类萃取提取钍及粗制钍产品制备、废水处理等步骤，使得铀、钍、稀土等有价资源回收率大于95％。萃取钍后萃余水相返回优溶回收氯化稀土混合物，绝大部分生产工艺水直接返回循环使用，少部分废水经综合处理后返回系统利用，实现废水零排放。本发明工艺技术可靠，化工材料常见且消耗低。保障独居石资源利用绿色环保、高效清洁生产，具有明显的社会效益与经济效益。

技术领域

本发明属于铀钍回收技术领域，具体涉及一种从独居石精矿中冶炼分离铀、钍和稀土的工艺方法。

背景技术

独居石是稀土和钍、铀的磷酸盐矿物，是重要的稀土矿物之一，也是最早进入工业利用的稀土矿。独居石精矿冶炼分离与回收氯化稀土混合物一般采用先碱分解后再盐酸优溶提取氯化稀土混合物的工艺方法，但其存在稀土回收率低、铀钍等有价资源未得到回收与利用、废水排放量大且难以达标排放、废弃渣量大且未能妥善保存，不符合GB14584-93《铀、钍矿冶放射性废物安全管理技术规定》安全管理条例相关规定、极大的危及人们生活和危害生态环境等问题。如湖南省现有的湘江稀土厂和零陵远达稀土厂均采用先将独居石进行碱分解转型为碱饼并回收磷酸三钠副产品后，再将碱饼进行盐酸溶解，回收氯化稀土混合物产品，没有将独居石中铀钍资源进行回收与利用，产生的优溶渣量大且废弃，废水难以循环利用且产生的量大。

在传统的独居石冶炼回收氯化稀土混合物产品过程中，由于采用碱饼回调优溶液的pH值较高，稀土溶解不完全，导致稀土元素有一定的损失，稀土回收率较低，难以突破93％。

由于共伴生铀矿资源的开采、加工与回收技术有一定的挑战性，独居石中钍资源利用技术尚处于研发阶段，优溶渣中有价资源综合回收未引起重视。在传统的独居石精矿冶炼分离与回收氯化稀土混合物过程中，由于未进行综合回收其中的铀、钍等有价资源，因此，现有独居石处理企业会产生大量的优溶渣，优溶渣中铀钍等放射性核素且被废弃，严重危害生态环境。

综上所述，急需提供一种改进的从独居石精矿中分离铀、钍、稀土的方法，实现绿色环保、高效清洁、环境友好。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种从独居石精矿中冶炼分离铀、钍和稀土的工艺方法，提高独居石精矿中有价资源的回收率，实现废水零排放。

本发明所采取的技术方案为：

一种从独居石精矿中冶炼分离铀、钍和稀土的工艺方法，包括以下步骤：

(1)湿法珠磨破碎和磁选除铁：将通过率为99.5％以上的粒度为-80目独居石精矿经过自动破袋、皮带运输机送至高位料仓，独居石精矿从高位料仓落入制浆槽中与50～60％NaOH溶液进行混合，将混合均匀的浆料泵入珠磨机中进行湿法珠磨破碎，磨至通过率为99.5％以上的粒度为-320目，再将磨后粒度为-320目的独居石精矿矿浆泵入磁选机中，使独居石精矿中的铀钍和稀土等有价资源得以富集，经过磨选后富集含稀土、铀、钍等有价资源矿浆经分水后泵入碱分解高位槽；含钛铁矿、金红石、锆英石等难溶性矿物以尾矿方式处置。

(2)碱分解及碱饼洗涤与过滤：将磨选后合格矿浆泵入五联一体碱分解槽中，所述五联一体碱分解槽为串联连接的集碱分解、陈化及制浆洗涤等功能为一体的分解槽；控制初始氢氧化钠浓度为50％～60％NaOH溶液，氢氧化钠溶液体积/磨选后独居石精矿重量为0.8～2.5/1，进行长时间连续高温碱分解，反应完全后经加水保温陈化，虹吸碱分解槽内上清液得到磷酸三钠溶液；向虹吸清液后碱分解槽底浆中加入热水进行保温制浆，再一次虹吸上清液，虹吸上清液处理后的浆料再加入热水制浆，制浆后的浆体进入多级浓密机逆流洗涤除磷，固液分离得到的滤饼为碱饼。