[其他]稀土金属矿石的处理方法

说明书

本发明涉及一种稀土金属矿石的处理方法，特别是采用浓碱金属氢氧化物水溶液处理稀土金属矿石的改进方法，以便以其氢氧化物的形式回收稀土金属。

工业化处理稀土金属矿石的方法，一般地讲就是用干法或水磨法将稀土金属矿石，如独居石，加以破碎，然后用浓氢氧化钠水溶液在升高的温度下处理破碎了的矿石。例如美国专利US-A-2811411描述的方法，在这种方法中，把矿石破碎到100%的颗粒通过74微米网眼的筛子，并且95至98%的颗粒提高44微米网眼的筛子，然后把破碎了的矿石用重量浓度为30～70%的氢氧化钠溶液在135～220℃温度下处理1至3个小时，氢氧化钠和矿石的重量比为2至3。但此法消耗了大量的氢氧化钠。

此外，反应一般在高压釜内进行（比例如见英国专利GB-A-2084556）。在反应进行中，反应介质氢氧化钠的浓度由于这种反应物在反应时的消耗而降低。因此，反应结束时，氢氧化钠的浓度比反应开始的浓度要低。由此而产生的矿石分解条件的“减缓”，不太有利于在限定的时间内获得高的分解收率。为了暂时克服这些蔽病，一些众所周知的方法要求同时使用极其过量的反应物（氢氧化钠/矿石最初的重量比高于或等于2）和使用起始浓度很高的钠碱。这后一条件要求使用价格高昂的无水碳酸钠。

本申请人发明了一种方法，它可以预防发生上述工业化方法所产生的蔽病，它尤其具有将稀土金属矿石很好分解的优点，并且这是在经济方面更为有利的条件下进行的操作。

因此，本发明的目标是一种关于用浓碱金属氢氧化物水溶液处理稀土金属矿石以便以其氢氧化物形式回收稀土金属的方法，其特点是在100至220℃的温度下，恒压搅拌处理矿石，并且使用的碱金属氢氧化物的量为氢氧化钠/矿石的重量比低于1并且高于或等于0.5，或者氢氧化钾/矿石的重量比低于1.4并且高于或等于0.7。

根据本发明的方法，稀土金属矿石是用碱金属氢氧化物如氢氧化钠，氢氧化钾或其混合物来进行处理的。

优先使用钠碱。

在本发明的说明中，所采用的钠碱的数量和浓度，以后如被一种其它的碱金属氢氧化物所代替，对于熟悉本领域的人员来说，是可很容易地换算出来的。

在本发明方法中参与反应的稀土金属矿石是所有可以用碱金属氢氧化物处理的矿石。这样，将着重处理含有稀土金属的磷酸盐，尤其是独居石和磷钇矿石;含有稀土金属的氟碳酸盐，比如氟碳酸铈镧矿石以及其混合物，如独居石-氟碳酸铈镧矿。

根据本发明，人们想采用稀土金属获得元素周期表上原子序数从57到71的元素和原子序数为39的元素钇。被本发明所述方法处理的稀土金属矿石，这些元素的含量可有极大的变化。

采用根据本发明所述的方法处理的稀土金属矿石优选的是至少粗略破碎过的矿石。但是，如果矿石的颗粒尺寸已足够细小的话，也可以同样把未经破碎的矿石进行处理。

可以用传统的方式进行干法磨碎或水磨破碎。但是优先采用在浓氢氧化钠水溶液存在下，温度低于或等于100℃时进行破碎。

在处理时，氢氧化钠的总量，确切地说，是氢氧化钠/矿石的重量比从0.5到不足1。这种比例用净重表示，优先采用从0.80到0.95，更好的是包括0.80和0.95这两个数字在内。

本发明的一个这要特点是在恒压下进行操作。这一压力可以方便地使用大气压，但是也可以使用直至3.10⁶帕斯卡的压力。

实际上，在这些条件下，由于采用规定的温度，对于每一工作压力来讲，水的蒸发是固定值，所以反应介质氢氧化钠的浓度保持不变值。这样做特别有利于规定高的收率，实际上在反应结束时，分解的条件与工艺开始时的条件完全一样严格。根据本发明方法，这种作法可以限制使用过量的氢氧化钠并且与传统工艺相比可以节省大量的氢氧化钠。

温度可在100至220℃之间变化，优先采用130至180℃。

实践中，氢氧化钠溶液的浓度（用压力和温度控制）可以是20至65%的重量浓度。可以尽量优先采用48至50%重量浓度的工业用钠碱液。

此外，本申请人还发现，对于已知压力来讲，反应动力学与氢氧化钠浓度成递增函数关系，与温度也是如此。但是，超过了一定的温度，收率则降低。因此，对于每种压力来讲，要求一种最佳温度范围，它可以同时获得快速的动力学速度和高的收率。此外，超出氢氧化钠的一定浓度，分解溶液的流动性就出现问题。

同样，根据本发明的另一特点，可把温度控制在最佳上。对每种压力值来讲，这种最佳值可以采用预先试验的方法容易地确定下来。