[发明专利]分解含稀土磷酸盐的矿物的方法

说明书

本发明公开了一种分解含稀土磷酸盐的矿物的方法，包括以下步骤：将含稀土磷酸盐的矿物与浓度为65～85wt％的硫酸溶液混合，并加热至150～190℃进行反应，得到反应液；将反应液进行固液分离，得到酸浸液和酸浸渣；其中，以1重量份的含稀土磷酸盐的矿物为基准，硫酸溶液中的H₂SO₄为1.5～6重量份。本发明的方法可以降低分解温度。

技术领域

本发明涉及一种分解含稀土磷酸盐的矿物的方法。

背景技术

目前，可开采的稀土矿物主要有氟碳铈矿、独居石和风化壳淋积型稀土矿三种。氟碳铈矿为含稀土氟碳酸盐的矿物，独居石为含稀土磷酸盐的矿物。我国包头白云鄂博混合稀土精矿为含氟碳铈矿和独居石的矿物。单一的独居石矿物主要存在于海滨沙矿中。美国的芒廷帕斯矿也含有一定量的独居石矿物。

独居石分解工艺主要有常压液碱分解工艺和浓硫酸焙烧分解工艺。在常压液碱分解工艺中，将独居石与烧碱(NaOH质量分数为50％～55％)混合，在135～140℃下分解反应6～8h，稀土生成不溶于水的氢氧化物，磷则转变成水溶性的磷酸三钠，再通过盐酸溶解、除杂得到氯化稀土。但是，烧碱与独居石的分解反应首先在矿物的表面进行，生成致密的稀土氢氧化物膜，不利于分解反应的进行。因此，在分解前必须将精矿磨细，而磨细后的矿物中的脉石矿物也与烧碱反应，生成胶状的硅酸盐，使碱液黏度增大，反应体系膨胀，又不利于分解过程的进行，还给固液分离带来困难。此外，原料氢氧化钠价格偏高，造成工艺成本偏高。

CN105543510A公开了一种混合型稀土精矿或独居石精矿制备氯化稀土的方法。混合型稀土精矿或独居石精矿加入质量浓度为45～75％的氢氧化钠溶液，固液比为1:1～8，分解温度控制在180℃～240℃，反应时间为1.5～2h，高压反应釜内压力为2.3～5.5MPa，反应结束后进行水洗，然后采用盐酸溶解，得到氯化稀土。该方法采用高压反应釜，不适合工业化生产。

浓硫酸焙烧分解工艺是一种采用浓度在98％以上的硫酸溶液对独居石进行分解工艺。浓硫酸重量为精矿重量的1.1～1.5倍，分解时间为2～4h，分解产物用水浸出后，通过沉淀后得到稀土硫酸盐。浓硫酸焙烧分解工艺可以得到较高的分解率，但分解过程中酸气易腐蚀设备，给劳动防护和环境防护带来很大困难，精矿中的磷资源难以回收利用，造成资源浪费。

CN109988903A公开了一种浓硫酸两段焙烧分解高品位混合稀土精矿的方法。先将稀土精矿和浓硫酸混合进行常温下预反应；再进行低温焙烧，制得低温焙烧矿；将低温焙烧矿直接进行高温焙烧，制得高温焙烧矿。通过两段浓硫酸焙烧工艺后先将HF、SiF₄排出，然后将SO₂、SO₃排出。该方法使用浓度为98％以上的浓硫酸，且低温焙烧和高温焙烧温度均较高，硫酸分解严重。

CN105441674A公开了从含独居石磷矿中综合回收磷和稀土的方法。用磷酸浸出含独居石磷矿，固液分离，得到含稀土磷酸一钙溶液和含独居石渣；在含稀土磷酸一钙溶液中加入萃取剂有机溶液，萃取回收磷酸一钙溶液中稀土，并得到含磷酸一钙的萃余液；回收含独居石渣中的稀土，并回收含磷酸一钙的萃余液中的磷。该方法需要多步处理才能将稀土与磷资源分离，工艺流程长。