一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，具体方案是在非氧化性保护气氛下进行碱法处理独居石,得到含三价稀土氢氧化物，直接与酸性萃取剂进行反应获得负载稀土的有机相，三价铈氢氧化物相对于四价铈的氢氧化物具有易溶和节省酸耗的特性，为后续弱酸性萃取剂优先溶解稀土，实现与难溶氢氧化钍等杂质的分离创造了条件；三价稀土氢氧化物直接采用酸性萃取剂溶解，采用有机液碱或氨水皂化方式分离稀土带来的酸碱消耗过高问题，工序简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碱法处理独居石及稀土萃取分离的工艺，具体的说是一种在非氧化性保护气氛下进行碱法处理独居石,得到三价稀土氢氧化物，直接与酸性萃取剂进行反应获得负载稀土的有机相，属于稀土矿冶炼生产领域
技术介绍
独居石是一种工业稀土磷酸盐矿物，易于选别，得到的精矿中独居石矿物含量可达95％以上。工业上一般采用烧碱分解法处理独居石精矿。[《稀土》，第一版上册，冶金工业出版社1978，P221-237。)]工业上，传统工艺是采用烧碱液与精矿按照比例配制进入分解槽，分解槽使用蒸汽夹套加热使反应在较高温度下进行。连续的加料和出料，保证分解温度下反应，通过碱转化达到稀土与磷分离的目的,得到氢氧化稀土和磷酸三钠的混合浆液，然后进入过滤、洗涤工序获得氢氧化稀土，再盐酸优先溶解工序生产混合氯化稀土，再采用酸性萃取剂进行萃取分离，获得单一稀土。传统工艺碱分解过程中，除铈以外的稀土形成稀土氢氧化物：REPO4+3OH-＝RE(OH)3+PO43-铈在该过程中被氧气氧化，生成难于溶解的氢氧化高铈：伴生的钍形成氢氧化钍：Th3(PO4)4+12OH-＝3Th(OH)4+4PO43-传统的稀土萃取分离方式一般在稀土氯化物体系采用皂化P507萃取分离
稀土元素(稀土化学论文集，长春应化所1982年，科学出版社),该方法萃取分离稀土效果好，应用广。萃取过程采用氯化稀土作为料液，必须采用氨水或氢氧化钠等皂化有机，通过分馏萃取方式经过萃取段、洗涤段和反萃取段实行稀土分离，该过程产生大量氨氮或高盐废水，对环境造成较大的污染。本专利技术提供了一种在非氧化性保护气氛下、密闭加热进行碱法处理独居石的工艺，稀土在碱分解过程中形成三价稀土氢氧化物，再采用酸性有机萃取剂直接溶解，得到负载稀土的有机相。其中碱转化反应如下REPO4+3OH-＝RE(OH)3+PO43-CePO4+3OH-＝Ce(OH)3+PO43-Th3(PO4)4+12OH-＝3Th(OH)4+4PO43-而三价稀土氢氧化物于酸性萃取剂的溶解反应如下：RE(OH)3+3HA＝REA3+H+HA————酸性萃取剂
技术实现思路
本专利技术提供了一种在非氧化性保护气氛下、密闭加热进行碱法处理独居石的工艺，稀土在碱分解过程中形成三价稀土氢氧化物，本专利技术的技术方案为：所述的碱法处理独居石过程中将液碱和独居石混合物在密闭容器内加热进行反应，在非氧化性气氛下进行保护，独居石中的稀土在碱分解过程形成三价稀土氢氧化物和磷酸钠溶液，经过滤洗涤分离后，三价稀土氢氧化物采用酸性萃取剂进行溶解，得到负载稀土的有机相用于稀土的萃取分离。碱法处理独居石反应如下REPO4+3OH-＝RE(OH)3+PO43-CePO4+3OH-＝Ce(OH)3+PO43-Th3(PO4)4+12OH-＝3Th(OH)4+4PO43-所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的独居石为30％REO-65％REO的独居石精矿。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的液碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，碱浓度为20％-75％，液碱与独居石的液固比为1.5:1-10:1，反应温度为80℃-350℃。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的非氧化性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气、氢气中的至少一种。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的密闭容器采用但不限于封闭式的反应釜。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的加热过程可采用蒸汽加热、油浴加热、远红外加热、涡流电加热中的至少一种加热方式，优先采用远红外加热或涡流电加热方式。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的三价稀土氢氧化物中铈以+3价态稀土氢氧化物形式存在，其中Ce3+/ΣCe为80％-100％。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的酸性萃取剂包括但不限于P204、P507、环烷酸、C272中的至少一种。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的酸性萃取剂溶解温度为20-50℃，所述的有机浓度为0.2-1.8mol/L,按照有机负
载稀土量为0.02-0.2mol/L进行投料反应。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的酸性萃取剂进行溶解过程中，将得到的少量不溶物作为优溶渣堆存，用于回收其中的钍、铀。所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的酸性萃取剂进行溶解过程中，优先选择稀土收率不足99％的情况下，将得到的少量不溶物进行盐酸优先溶解、过滤洗涤后，滤液中稀土进行萃取分离，优溶渣堆存，用于回收其中的钍、铀。所述的三价稀土氢氧化物可直接采用盐酸对其进行优溶形成氯化稀土，实现稀土与钍的分离。所述的工艺方案也可适用于碱法处理磷钇矿、氟碳铈矿等其他稀土类矿。本专利技术的有益效果如下：(1)采用了非氧化性保护气氛处理，避免了独居石中稀土配分中占50％左右铈元素转化为四价氢氧化铈，降低碱分解过程中碱耗。(2)三价铈氢氧化物相对于四价铈的氢氧化物(Ce(OH)4)具有易溶和节省酸耗的特性，为后续弱酸性萃取剂直接溶解和优先溶解稀土，实现与难溶氢氧化钍等杂质的分离创造了条件。(3)和传统的盐酸优先溶解得到氯化稀土，再采用有机液碱或氨水皂化方式分离稀土工艺比较，三价稀土氢氧化物直接采用酸性萃取剂溶解，进行萃取分离，具有工序简化，节约酸碱消耗的优点。(4)和传统的碱法分解盐酸优先溶解比较，三价铈氢氧化物酸性萃取剂优先溶解过程中，不会因四价铈与体系中氯根的氧化还原反应而生成有毒氯
气，实现了安全清洁生产。(5)采用了非氧化性保护气氛、密闭加热处理，整个体系处于与外界隔离状态，放射性污染和危害问题被最大限度抑制。具体实施方式实施例1将REO含量为51.2％的独居石(ThO2含量3.9％)与40％的液碱以液固比为3:1置于氮气保护气氛的反应釜中，采用远红外加热至140℃分解反应，反应浆料经过滤洗涤，独居石分解率为97.9％，其中氢氧化稀土中以+3价态氢氧化铈形式存在的铈比例Ce3+/ΣCe为89％，滤液中碱液回收循环利用，吨矿消耗氢氧化钠0.57吨。在20℃下将氢氧化稀土碱饼用0.2mol/L的P204进行溶解，，溶解上述滤饼过程中现场无氯气产生，得到负载稀土浓度为0.02mol/L的有机相，稀土的萃取收率达到99.1％，钍的萃取收率0.035％，实现钍和稀土分离。负载有机和不溶解物分离后，负载稀土有机作为单一稀土的萃取分离的稀土料直接进行分离，少量不溶物作为优溶渣堆存，待回收其中的钍、铀。实施例2将REO含量为31.1％的独居石(ThO2含量3.1％)与65％的液碱以液固比为1.5:1置于氩气保护气氛的反应釜中，采用涡流电加热至80℃分解反应后，反应浆料经过滤洗涤，独居石分解率为96.5％，其中氢氧化稀土中以+3价态氢氧化铈形式存在的铈比例Ce3+/ΣCe为95％，滤液中碱液回收循环利用，吨矿消耗氢氧化钠0.42吨。在50℃下将氢氧化稀土碱饼用0.5mol/L的C272进行溶解，，溶解上述滤饼过程中现场无氯气产生，得到负载稀土浓度为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的碱法处理独居石过程中将液碱和独居石混合物在密闭容器内加热进行反应，在非氧化性气氛下进行保护，独居石中的稀土在碱分解过程形成三价稀土氢氧化物和磷酸钠溶液，经过滤洗涤分离后，三价稀土氢氧化物采用酸性萃取剂进行溶解，得到负载稀土的有机相用于稀土的萃取分离。

【技术特征摘要】
1.一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的碱法处理独居石过程中将液碱和独居石混合物在密闭容器内加热进行反应，在非氧化性气氛下进行保护，独居石中的稀土在碱分解过程形成三价稀土氢氧化物和磷酸钠溶液，经过滤洗涤分离后，三价稀土氢氧化物采用酸性萃取剂进行溶解，得到负载稀土的有机相用于稀土的萃取分离。2.根据权利要求1所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的独居石为30％REO-65％REO的独居石精矿。3.根据权利要求1所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的液碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，碱浓度为20％-75％，液碱与独居石的液固比为1.5:1-10:1，反应温度为80℃-350℃。4.根据权利要求1所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的非氧化性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气、氢气中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的密闭容器采用但不限于封闭式的反应釜。6.根据权利要求1所述的一种碱法处理独居石及萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述的加热过程可采用蒸汽加热、油浴加热、远红外加热、涡流电加热中的至少一种加热方式，优先采用远红外加热或涡流电加热方式。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效平，王凯，
申请(专利权)人：永州市湘江稀土有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43