[发明专利]一种制备纯净硫酸稀土溶液的方法

说明书

本发明涉及一种从硫酸化焙烧稀土矿制备纯净硫酸稀土溶液的方法，本发明经两相分步回收稀土，提高稀土回收率。利用稀土硫酸焙烧矿浸出过程稀土溶解的动力学特性及温度对硫酸稀土溶解度影响规律，通过低液固比快速浸出再升温重结晶，使得50％以上的稀土以纯度较高的硫酸稀土重结晶相析出实现稀土与杂质初步分离。剩余稀土通过中和除杂的方式实现与杂质再次分离：(1)可采用碳酸氢镁溶液替代传统工艺的氧化镁一步除杂，使得固体氧化镁总消耗量减少90％，实现镁循环利用且氧化镁引入的杂质及未反应完全产生的渣量也会减少；(2)采用氧化镁两步除杂，较传统工艺固体氧化镁总消耗量减少10％左右。本发明的制备方法使得稀土的总回收率提高1～3％。

技术领域

本发明涉及稀土湿法冶金提取分离领域，尤其涉及一种从硫酸化焙烧稀土矿制备纯净硫酸稀土溶液方法。

背景技术

稀土元素是指包括15种镧系元素及钇和钪在内的17种金属元素。由于稀土资源在发展清洁能源经济和高新技术产业中具有重要的作用，是国家的战略资源。我国典型的稀土矿物资源有内蒙古包头混合型稀土矿(以下简称“包头矿”)、四川和山东的氟碳铈矿及南方七省离子吸附型稀土矿，其中包头稀土矿储量最高，也是我国目前最重要的轻稀土资源。

当前我国工业上约90％的包头矿采用“第三代酸法”冶炼分离：浓硫酸高温强化焙烧-水浸-氧化镁中和除杂得到较纯净的硫酸稀土溶液(如图1所示)，再进行后续转型分离等工序得到不同的稀土产品。其中水浸过程得到的硫酸稀土浸出液，以稀土氧化物计30～40g/L，在使用固体氧化镁一次性中和除杂时，由于固体氧化镁中含有大量杂质且固液反应效率相对低，产生大量含水率较高的磷铁渣，造成稀土的夹带及吸附损失量相对较高，中和渣需进一步加酸洗涤，增加了酸碱的消耗。因此，稀土湿法冶金提取分离过程中，需针对该过程进一步优化，提出新的优化工艺，以提高稀土收率，降低酸碱消耗。

发明内容

针对稀土精矿经过硫酸焙烧得到的焙烧矿，在水浸和氧化镁中和除杂时，存在液相稀土随渣夹带损失的问题，为了进一步提高了稀土回收率，降低了工艺过程氧化镁及酸消耗，本发明提供了一种从硫酸化焙烧稀土矿制备纯净硫酸稀土溶液的方法，包括：

(1)将硫酸化焙烧稀土矿进行一次浸出，得到过饱和硫酸稀土溶液和一次浸出渣；

(2)将一次浸出得到的过饱和硫酸稀土溶液进行升温结晶得到纯净硫酸稀土晶体和结晶母液；

(3)将所述升温结晶得到的结晶母液经补水或碳酸氢镁溶液后与所述一次浸出得到的浸出渣进行二次浸出及除杂得到二次浸出液和二次浸出渣；

(4)采用所述二次浸出得到的浸出液溶解步骤(2)得到的纯净硫酸稀土晶体得到硫酸稀土溶液。

进一步的，还包括步骤(5)将硫酸稀土溶液深度除杂，得到纯净硫酸稀土溶液及中和渣。

进一步的，所述硫酸化焙烧稀土矿为氟碳铈矿、独居石矿、氟碳铈矿与独居石矿、磷钇矿中的至少一种的混合矿经硫酸化焙烧后所得。

进一步的，所述步骤(1)中一次浸出温度为10～50℃，优选30～45℃，浸出液固比为0.5∶1～4∶1mL/g或m³/t，优选1.0∶1～2.5∶1mL/g或m³/t，浸出时间为1～30min，优选5～15min。

进一步的，所述步骤(2)中结晶方式包含诱导析晶、升温结晶法中的至少一种，优选升温结晶法，其中升温结晶法的温度为50～90℃，优选55～70℃，结晶时间为20～120min，优选30～90min。