稀土矿的提取方法技术

本发明专利技术提供了一种稀土矿的提取方法。该提取方法包括：将稀土矿与硫酸混合后进行焙烧，得到烟气和稀土焙烧矿，焙烧过程包括使用多层炉在不同的温度段下进行连续焙烧的过程，硫酸为浓度大于等于97wt％的硫酸，稀土矿为氟碳铈稀土矿和/或混合稀土矿。采用上述提取装置能够使稀土矿的焙烧过程在较低的温度下进行，而在较低的温度下对稀土矿进行焙烧有利于抑制硫酸大量分解，从而降低烟气中的硫和氟化物混合的几率，进而降低尾气处理成本。同时将稀土矿在较低的温度下进行焙烧过程还能够降低焙烧后得到的稀土焙烧矿中焦磷酸盐的产率，进而有利于降低焦磷酸盐的含量有利于降低稀土矿提取过程中固渣的产量和提高钍元素的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土冶金领域，具体而言，涉及一种稀土矿的提取方法。
技术介绍
中国是稀土大国，其中80％以上的稀土是混合稀土矿和氟碳铈稀土矿。上述稀土矿的提取方法主要高温硫酸焙烧法，即在硫酸的环境中将稀土矿进行高温焙烧，然后经过浸出和净化除杂等工序制备各种稀土产品。这种生产方法存在一些问题：(1)高温焙烧时温度需要设置在600℃以上，这会导致硫酸快速分解形成烟气，而烟气中硫和氟化物混合后较难处理，且尾气的处理成本较高。(2)高温焙烧会导致浸出渣中钍以焦磷酸钍的形式存在，从而造成提取后残渣量大，放射性超标，且钍不能得到有效利用等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种稀土矿的提取方法，以解决现有的稀土提取方法中尾气处理成本高及稀土元素利用率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术一个方面提供了一种稀土矿的提取方法，提取方法包括：将稀土矿与硫酸混合后进行焙烧，得到烟气和稀土焙烧矿，焙烧过程包括使用多层炉在不同的温度段下进行连续焙烧的过程，硫酸为浓度大于等于97wt％的硫酸，稀土矿为氟碳铈稀土矿和/或混合稀土矿，其中，混合稀土矿包括60～68.40wt％ReO，4～5wt％CaO，0.94～5wt％BaO，4.8～8wt％Fe2O3，0.45～5wt％SiO2，5～6wt％P2O5，0.18～0.21wt％ThO2和0～7.2wt％F。进一步地，焙烧过程包括：将稀土矿与硫酸混合后在80～150℃下进行第一焙烧过程，焙烧时间为T1，得到第一中间产物；将第一中间产物在250～300℃下进行第二焙烧过程，焙烧时间为T2，得到第二中间产物；及将第二中间产物冷却至180～220℃下，冷却时间为T3，得到稀土焙烧矿和烟气，T1：T2：T3为1～4：1～11：1～4。进一步地，稀土矿与硫酸的重量比为1：0.6～1.0。进一步地，提取方法还包括将烟气进行淋洗得到净化烟气的步骤，优选淋洗的过程包括将烟气依次经过硫酸洗涤和水洗的步骤。进一步地，提取方法还包括硫酸循环利用的过程，硫酸循环利用的过程包括将淋洗过程中的硫酸进行回收，然后将回收后的硫酸重新作为淋洗过程的淋洗液使用。进一步地，硫酸循环利用过程还包括硫酸补给过程，硫酸补给过程为将回收后的硫酸补给至焙烧过程。进一步地，硫酸补给过程中稀土矿与硫酸的重量比为1：0.2～0.5。进一步地，提取方法还包括在焙烧过程中进行硫酸雾化和/或料层厚度调整的过程。进一步地，焙烧过程的热源为燃气燃烧或通入热风；热风的温度优选为200～500℃。进一步地，燃气优选为天然气和/或煤气。应用本专利技术的技术方案，能够使稀土矿的焙烧过程在较低的温度下进行，而在较低的温度下对稀土矿进行焙烧有利于抑制硫酸大量分解，从而降低烟气中的硫和氟化物混合的几率，进而降低尾气处理成本。同时将稀土矿在较低的温度下进行焙烧过程还能够降低焙烧后得到的稀土焙烧矿中焦磷酸盐的产率，进而有利于降低焦磷酸盐的含量有利于降低稀土矿提取过程中固渣的产量和提高钍元素的利用率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种典型的实施方式提供的一种稀土矿提取方法中使用的稀土提取装置的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、焙烧单元；101、第一烟气出口；102、稀土焙烧矿出口；103、硫酸补给口；20、烟气淋洗单元；21、硫酸淋洗装置；211、第一烟气入口；212、第二烟气出口；213、硫酸出口；214、硫酸循环入口；22、水洗装置；221、氟硅酸溶液储槽；23、硫酸储槽；30、浸提单元；40、混合单元；50、热源供应装置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。稀土矿的提取过程通常包括稀土矿的焙烧过程、烟气处理过程以及稀土元素的浸取过程。正如
技术介绍
所描述的，现有的稀土提取方法的焙烧过程中多采用高温焙烧法，这会导致稀土矿提取过程中尾气处理成本高及稀土元素利用率低的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种稀土矿的提取方法，该提取方法包括：将稀土矿与硫酸混合后进行焙烧，得到烟气和稀土焙烧矿，焙烧过程包括使用多层炉在不同的温度段下进行连续焙烧的过程，硫酸为浓度大于等于97wt％的硫酸，稀土矿为氟碳铈稀土矿和/或混合稀土矿，其中，混合稀土矿包括60～68.40wt％ReO，4～5wt％CaO，0.94～5wt％BaO，4.8～8wt％Fe2O3，0.45～5wt％SiO2，5～6wt％P2O5，0.18～0.21wt％ThO2和0～7.2wt％F。在不同的温度段下进行连续焙烧能够精确控制稀土矿的焙烧温度，使焙烧过程实现连续化作业的目的并延长焙烧时间。上述两方面的原因使得稀土矿能够逐步分解，从而能够使稀土矿的焙烧过程在较低的温度下连续进行。在较低的温度下对稀土矿进行焙烧有利于抑制硫酸大量分解，从而降低烟气中的硫和氟化物混合的几率，进而降低尾气处理成本。此外将稀土矿在较低的温度下进行焙烧过程还能够降低焙烧后得到的稀土焙烧矿中焦磷酸盐的产率，而由于大多数焦磷酸盐难溶物，因而降低焦磷酸盐的含量有利于降低稀土矿提取过程中固渣的产量，同时还有利于降低焦磷酸钍的产率，进而有利于提高钍元素的利用率。上述提取方法中，采用多层炉逐层温度控制能够使焙烧过程在适宜的温度下进行，进而提高稀土提取效率。在一种优选的实施方式中，上述焙烧过程包括：将稀土矿与硫酸混合后在80～150℃下进行第一焙烧过程，焙烧时间为T1，得到第一中间产物；将第一中间产物在250-300℃下进行第二焙烧过程，焙烧时间为T2，得到第二中间产物；及将第二中间产物冷却至180～220℃下，冷却时间为T3，得到稀土焙烧矿和烟气，T1：T2：T3为1～4：1～11：1～4。将稀土矿与硫酸混合后先在80～150℃下进行第一焙烧过程，有利于抑制硫酸与稀土矿反应剧烈而导致物料外部包裹严重，阻碍反应的进行；将第一中间产物在250～300℃下进行第二焙烧过程，有利于加快硫酸与稀土矿的反应速度；然后将第二中间产物冷却至180～220℃，得到稀土焙烧矿和烟气。通过成上述焙烧过程有利于进一步提高稀土提取效率。上述提取方法中，可以根据稀土矿与硫酸的化学计量关系选择二者之间的比例关系。在一种优选的实施方式中，稀土矿与硫酸的重量比为1：0.6～1.0。稀土矿和硫酸的重量比包括但不限定于上述范围，而将二者的比例限定在上述范围内有利于提高稀土矿与硫酸的反应效率，从而更进一步提高稀土元素的提取效率。在一种优选的实施方式中，提取方法还包括将烟气进行淋洗得到净化烟气的步骤，优选淋洗的过程包括将烟气依次经过硫酸洗涤和水洗的步骤。将焙烧过程得到的烟气进行淋洗能够使稀土矿提取工艺的尾气进行净化，从而以提高该的环保性。在一种优选的实施方式中，提取方法还包括硫酸循环利用的过程，硫酸循环利用的过程包括将淋洗过程中的硫酸进行回收，然后将回收后的硫酸重新作为淋洗过程的淋洗液使用。硫酸淋洗过程中排出的硫酸液进行回收，然后将回收的硫酸重新作为淋洗液使用，这有利于提高硫酸的利用率，进而降低淋洗液的使用成本。在一种优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土矿的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括：将所述稀土矿与硫酸混合后进行焙烧，得到烟气和稀土焙烧矿，所述焙烧过程包括使用多层炉将所述稀土矿与硫酸的混合物依次在不同的温度段下进行连续焙烧的过程，所述硫酸为浓度大于等于97wt％的硫酸，所述稀土矿为氟碳铈稀土矿和/或混合稀土矿，其中，所述混合稀土矿包括60～68.40wt％ReO，4～5wt％CaO，0.94～5wt％BaO，4.8～8wt％Fe2O3，0.45～5wt％SiO2，5～6wt％P2O5，0.18～0.21wt％ThO2和0～7.2wt％F。

【技术特征摘要】
1.一种稀土矿的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括：将所述稀土矿与硫酸混合后进行焙烧，得到烟气和稀土焙烧矿，所述焙烧过程包括使用多层炉将所述稀土矿与硫酸的混合物依次在不同的温度段下进行连续焙烧的过程，所述硫酸为浓度大于等于97wt％的硫酸，所述稀土矿为氟碳铈稀土矿和/或混合稀土矿，其中，所述混合稀土矿包括60～68.40wt％ReO，4～5wt％CaO，0.94～5wt％BaO，4.8～8wt％Fe2O3，0.45～5wt％SiO2，5～6wt％P2O5，0.18～0.21wt％ThO2和0～7.2wt％F。2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述焙烧过程包括：将所述稀土矿与硫酸混合后在80～150℃下进行第一焙烧过程，焙烧时间为T1，得到第一中间产物；将所述第一中间产物在250～300℃下进行第二焙烧过程，焙烧时间为T2，得到第二中间产物；及将所述第二中间产物冷却至180～220℃下，冷却时间为T3，得到所述稀土焙烧矿和所述烟气，T1：T2：T3为1～4：1～11：1～4。3.根据权利要求1或2所述的提取方法，其特征在于，所述稀土矿与所述硫酸的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国山，覃波，唐建文，羡鹏飞，周文龙，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11