[发明专利]一种磷稀土化学精矿浸出液中回收酸和硅的方法

说明书

本发明公开了一种磷稀土化学精矿浸出液中回收酸和硅的方法，本发明根据稀土浸出溶液中酸度高、溶解性硅高、氟含量高等特性，创造性地研究提出旋转蒸馏处理稀土浸出溶液的方法，在回收挥发性酸的同时，促使溶液中硅形成SiF₄进入冷却管，在冷却管中水解形成白炭黑产品(SiO₂·nH₂O)，在降低稀土浸出液酸度的同时，显著降低稀土浸出液中硅的含量，在回收了溶液中浸出提取稀土的酸同时，还回收溶液中硅并制成白炭黑产品，不仅为非稀土成分的分离奠定基础，还实现了稀土浸出液中多成分的综合利用。

技术领域

本发明涉及一种磷稀土化学精矿浸出液中回收酸和硅的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

稀土(RE)元素是指元素周期表中的镧系元素镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)、铈(Ce)、钷(Pm)、钐(Sm)、铒(Er)、钆(Gd)、铽(Tb)、铕(Eu)、镱(Yb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铥(Tm)、镥(Lu)和同族中的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素，简称稀土。

稀土元素特殊的电子结构和独特的物理化学性质，使得稀土元素的化学、光学、磁学以及核性能等特性在不同领域得到广泛应用。在传统产业，稀土主要应用于冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、生物和农业等领域。高新技术市场和新功能材料产业中稀土元素的开发和应用才是其真正的方向和价值。稀土元素因为含有未充满的4f电子用于制备发光材料，发光电源材料和激光材料等；利用稀土元素的磁性制备高性能的稀土永磁材料；稀土贮氢材料、催化剂材料、功能陶瓷和高温结构陶瓷材料等都利用了稀土元素的独特性能，丰富了高新技术产业。随着对稀土元素的深入研究，稀土将占据国民经济和国防尖端领域中无法取代的领先位置，稀土材料的应用亦将成为拉动国民产业和国家发展的中坚力量。稀土素有“工业维生素”的美称，是极为重要的战略资源。

稀土除了以独立的稀土矿资源存在外，还广泛伴生在其他金属、非金属矿中，最主要的伴生稀土的资源有磷矿和铝土矿，其中部分铝土矿中稀土含量可达0.1％左右，在铝土矿生产氧化铝过程中，稀土几乎全部进入赤泥，富集比很低，目前经济回收十分困难。

由于稀土磷酸盐溶解度远低于钙磷酸盐，由于稀土的离子半径(0.848～0.106nm)与Ca²⁺(0.106nm)很接近，稀土往往通过化学共沉淀方式以超显微稀土磷酸盐胞体状态赋存在磷块岩中，部分磷矿中稀土含量高，具备工业开发价值。含稀土磷块岩主要集中在俄罗斯、美国、越南、埃及、中国等国家。其中俄罗斯磷矿中稀土品位最高，如希宾磷灰石中稀土品位为0.5％-5％，科拉(Kola)半岛上各磷矿床的稀土平均品位为0.5％-0.67％，此外，美国的田纳西州、佛罗里达州和爱达荷州也分布大量含稀土的磷矿，其稀土平均品位达0.05％左右。世界磷矿总储量约为1000亿吨，稀土平均含量为0.5‰，估计世界磷矿中伴生的稀土总量为5000万吨。由于磷矿一般都采用酸法加工，磷矿中伴生稀土较铝土矿中易于综合回收利用，随着独立稀土矿物的大量开发和廉价销售，稀土资源日益紧缺，含稀土磷矿未来将有可能成为仅次于独立稀土矿的重要稀土资源。

在我国，含稀土磷块岩主要分布在云南、湖北、贵州、四川、湖南、河北等地。云南安宁磷矿、尖山磷矿、贵州织金新华磷矿、河北矾山磷矿均伴生有稀土元素。河北矾山磷矿稀土质量分数达0.06％，云南安宁、尖山磷矿伴生稀土磷矿资源储量约为40万吨，稀土品位在0.022％～0.049％范围内。

贵州省织金地区磷矿中普遍伴生稀土元素，是目前国内磷矿伴生稀土资源量最大的区域，P₂O₅品位平均17.20％，RE₂O₃品位平均0.1036％，达到特大型稀土矿床规模。其中钇占稀土配分35％左右，镨、钕约占20％，铽、镝占2％～5％，其配分接近价值最高的中钇富铕离子型矿，是继离子型矿后重要的中重稀土后备资源。