[发明专利]含稀土矿石的处理方法

说明书

本发明涉及一种含稀土矿石的处理方法。

目前，可供开采的稀土矿石主要有独居石、氟碳铈镧矿、磷酸钇矿等含稀土矿物的矿石。此外还有很多其他种类的矿石，但它们的开采和处理通常是无利可图的。

当矿石中的稀土元素含量很低或中等时，必须以一种物理方法将其处理以使稀土富集，这些方法包括：重选、浮选或磁选。除了用于回收稀土元素所必须的化学处理之外还加上这样的方法，那将是费钱的从而会使方法变得不经济。

本发明的一个目的是为了提供一种从含稀土的矿石中回收稀土的经济方法，特别是通过该方法可以避免或减少所述矿石的预富集步骤。

本发明的另一个目的是为了提供一种适于处理任何类型的含稀土矿石或废料的方法，该方法可以不受稀土含量的影响。

本发明还有一个目的是为了提供一种特别适合于处理含稀土氟化物的矿石，例如含稀土的氟碳酸化合物的矿石，如含稀土氟碳酸盐的氟碳铈镧矿，这样不需高温热处理就可以除去氟。

为此，本发明提供了一种适合于处理含稀土化合物矿石的方法，该方法包括如下步骤：

（ⅰ）用硫酸煮解矿石;

（ⅱ）在有水存在下，向煮解后的混合物加入一种化合物，它含有一种能与硫酸根生成不溶性化合物的阳离子以及一种能与稀土生成可溶性化合物的阴离子：

（ⅲ）在除去所述不溶性组分后回收稀土。

按照本发明的一个技术特征，分离和回收稀土是通过加入一种能与稀土形成不溶性化合物的化合物实现的。

这样，通过将硫酸根阴离子改变成其他阴离子，例如硝酸根、卤根、乙酸根或高氯酸根阴离子等将稀土变成可溶性，可以防止稀土形成一种难溶的硫酸复盐从而可使稀土的回收达到几乎完全的程度。

按照本发明的另一技术特征，在步骤（ⅱ）中加入的化合物最好是一种硝酸盐或氯化物，如碱土金属的硝酸盐或氯化物等。

特别从经济观点上看，用于本发明的较佳化合物是硝酸钙或氯化钙。

所述的化合物的用量应足以使稀土完全溶解，或者，更简单地说，应足以使所存在的硫酸根几乎完全沉淀。这样，所述化合物的阳离子对硫酸根离子的比例至少应等于化学计算量，较好地是大于10%，更好的是该盐的过量阳离子相当于50%的化学计算量。

用任何常规的固/液分离方法将稀土溶液和不溶组分分离，例如倾析法、过滤法、离心法等。

然后以一种不溶化合物的形式，通常是以氢氧化物或碳酸盐的形式使稀土沉淀并借此将其回收。这一沉淀是通过加入一种碱性化合物，如可溶性碳酸盐或氢氧化物，以提高溶液的pH值而实现的。

按照本发明的一个较佳实施方案，这一沉淀是通过加入一种至少含有在步骤（ⅱ）中所加化合物的阳离子的碳酸盐或氢氧化物而实现的，以便使该溶液再生并将其返回到步骤（ⅱ）中。这样，如果所加的化合物为硝酸钙，则最好用石灰作为碱性化合物以提高溶液的pH值。

从经济观点和从废物的排放来看，上述的特征有很大的优点。实际上，将在步骤（ⅱ）中的稀土沉淀后所得的溶液返回，可以减少或甚至消除液体废物，特别是硝酸盐化合物的排放。因此，在使用石灰和硝酸钙的情况下，所排放物基本上由硫酸钙组成，而所消耗的反应试剂基本上只有石灰和硫酸。

在使稀土以氢氧化物的形式沉淀时，应将溶液的pH值提高到6以上，最好是使pH值在8与10之间。

根据本发明的另一个技术特征，为提高溶液的pH值，最好分两步进行，第一步先将pH值提高到5.5以下，最好是在4.5以下，以便将稀土以外的元素，例如铁、铝等沉淀。

将溶液的pH值提高到5.5以下的这一步骤可以在除去不溶性组分的步骤之前或之后进行。在后一方案中，在稀土的沉淀步骤之前必须进行将不溶化合物分离的附加步骤。

此外，如果不进行沉淀杂质这一步骤，那末只能将最后浓缩物转变成浆液时把杂质除去。这种十分费钱的步骤将使该工艺流程大大降低其经济效益。

另外，可以通过选择在步骤（ⅱ）中所加入的盐的阴离子作为伴随稀土元素的主要杂质的一个函数来适应本发明的方法。

这样，如果在矿物中不含锰或锰的含量非常少，那末在步骤（ⅱ）中最好是用氯化物，例如氯化钙。事实上，氯化钙是比较经济而且对环境的危害较小。

在除去不溶物质以后，再将溶液的pH值提高到6以上，以将稀土 元素沉淀。

然后再用本领域普通技术人员所熟知的技术将所得的稀土沉淀处理以使稀土相互分离或分离多种稀土的混合物。