本发明专利技术提供一种稀土精矿分解方法，包括以下过程：（１）将稀土精矿与浓硫酸按重量比１∶１．１～１．７的比例混合；（２）把混合硫酸后的精矿化在４０～１８０℃下熟化；（３）熟化后的精矿焙烧１～８小时，焙烧温度１５０～３３０℃；（４）焙烧产出的焙烧矿采用水浸出，使９５％以上的稀土和钍浸出进入溶液中；再经萃取分离钍和稀土，经洗涤、反萃得到硝酸钍产品；萃取钍后溶液经沉淀得到不含钍的稀土产品；（５）焙烧产出的烟气经氨脱氟或水洗涤排放；（６）浸出后的渣，采用水洗涤后排放；采用本发明专利技术处理稀土精矿，可以解决稀土提取过程中的放射性废渣、废水和含氟废气排放问题，达到国家排放标准，实现清洁生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于稀土冶金领域。
技术介绍
我国包头稀土矿占国内总储量的80％左右，属于氟碳铈矿和独居石构成的混合型稀土矿。目前国内主要采用高温浓硫酸法工艺处理包头混合型稀土精矿，即先用浓硫酸高温分解稀土精矿，再经浸出、净化除杂等工序生产各种稀土产品。上述的稀土精矿浓硫酸分解工艺又称为三代酸法和高温硫酸焙烧法。该法把浓硫酸和稀土精矿按精矿与浓硫酸重量比1∶1.1～1.7混合，然后在500～600℃下焙烧，使稀土矿物转换为水溶性的硫酸盐。此法在生产应用中存在如下环保问题(1)废气排放不能满足环保标准因为采用在600℃左右的高温焙烧，而浓硫酸的沸点为338℃，加入的浓硫酸会迅速分解，生成大量的含硫、氟废气。一般平均每焙烧1吨稀土精矿，产生废气中含硫酸300～450kg，氢氟酸50～100kg。由于大量SO2和SO3气体的存在，废气喷淋洗涤困难，导致大量不合格气体排放进入大气，一般排放的气体含氟大于10mg/Nm3的国家排放标准，严重污染环境；(2)废水上述排放废气洗涤产生大量含酸和氟的洗涤水，采用石灰中和及碱中和增加运行成本，经济效益差。目前少数生产厂有处理设施，大多生产厂简单处理后排放或直接排放，不能达到环保排放要求；(3)废渣高温浓硫酸焙烧，反应生成磷酸，其脱水后，转变成焦磷酸，焦磷酸与硫酸钍作用生成难溶的焦磷酸钍。难溶的焦磷酸钍存在于浸出渣中，既损失了钍资源又使浸出渣放射性超标(其放射性比活度为2.1×105Bg/Kg，超过国家标准GB9133-88的7.4×104Bg/Kg的2.8倍)属于放射性渣，需建放射性废物库贮存。钍元素不能得到有效利用，部分企业放射性渣不放在放射性贮存库中，存在严重的环保安全隐患。对于包头稀土精矿，也可以采用浓硫酸低温度焙烧分解工艺。胡克强等人在中国专利技术专利申请“酸法分解包头稀土矿新工艺”中(申请号98118153.8，公开日2000年3月8日)提出在150～337℃下混合稀土精矿与浓硫酸进行焙烧，减少硫酸的分解量，同时采用氨气固化氟化氢气体，以保证获得合格的排放废气。但是，该技术方案为间断性操作的静态方案，也没有涉及渣中钍放射性污染的解决方案。中国专利技术专利申请“稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺”(申请号02144405.6，公开日2003年3月26日)中提出采用150～330℃下混合稀土精矿与浓硫酸焙烧，减少酸的分解排放量，再采用水洗涤除去氟，同时使精矿中的钍转换为水溶性的硫酸盐，排放渣放射性总比放＜7.4×104Bg/kg，降低了渣的放射性。但是其浸出渣中3％的钍含量不能保证渣放射性符合非放射性渣标准。另外对含氟气体采用水的洗涤，也仍未解决氟进入废水带来的污染问题。由于现有稀土精矿处理工艺的污染问题，已严重影响了使用包头稀土精矿各处理厂的周边地区，造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术目的是解决现有的稀土精矿浓硫酸焙烧分解工艺存在的废气、废水及废渣严重污染环境的问题，并实现对精矿中有价钍元素的有效回收。本专利技术而且还可以保证工业间断或连续生产。为达到上述专利技术目的，本专利技术提供的稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺包括以下过程(1)稀土精矿与浓硫酸按重量比1∶1.1～1.7的比例混合；(2)把混合硫酸后的精矿熟化在温度40～180℃下熟化；(3)熟化后的精矿焙烧1～8小时，焙烧温度180～330℃；(4)焙烧产出的焙烧矿采用水浸出，使绝大部分稀土和钍浸出进入溶液中；再经萃取分离钍和稀土，经洗涤、反萃得到硝酸钍产品；萃取钍后溶液沉淀得到不含钍的稀土产品；该方法还包括以下过程的一种或两种(5)焙烧产出的烟气经脱氟后排放；(6)浸出后的渣，采用水洗涤后排放。上述第(2)项中精矿的熟化温度优选60～150℃。提高熟化温度可以减少熟化时间。上述第(2)项中精矿的熟化可以利用精矿混合浓硫酸过程中释放的热维持温度；也可放置在保温的容器中，采取外加热的方式，维持熟化温度。加热方式可以是电加热，也可以利用焙烧过程中的高温烟气或其它加热方式。上述第(3)项中焙烧时间优选1～4小时，焙烧温度优选200～300℃。上述第(3)项中所述的焙烧，可以在间断静态生产的马弗炉，或可连续生产的回转窑或隧道窑等工业炉窑中进行；在可连续生产炉窑内，可利用炉窑内不同的温度分布特性，及焙烧排出的高温度烟气熟化精矿，在窑内同时实现精矿的熟化与焙烧。上述第(4)项中的浸出液中的钍萃取，可以采用已知的伯胺萃取或其它萃取剂萃取。上述第(5)项中烟气脱氟可以采用水洗涤，得到含氟的废水；也可以用氨(NH3)气脱氟，在有水蒸汽或水微滴参与的情况下，利用氨气与氟化氢气体反应形成不溶于水的NH4HF固体脱除气体中的氟。除氟用的氨气可以利用加热含有碳酸氢铵的液体，使碳酸氢铵分解产生氨气；也可以直接用液氨受热挥发出氨气。采用本专利技术的工艺，可达到以下效果(1)由于增加了熟化，强化了稀土分解，稀土精矿的分解率略高于高温硫酸焙烧分解率，稀土浸出率大于95％，同时可获得稳定的生产指标。(2)由于增加了熟化，在保证稀土分解率情况下，焙烧温度可小于焦磷酸钍形成温度。精矿中钍形成可溶性盐，在水浸出时进入溶液，可用成熟工艺伯胺萃取回收，制成硝酸钍；浸出渣含钍低于万分之五，渣放射性比活度小于1×104Bg/Kg，属于非放渣，符合国家非放射性物质标准，可以直接排放，减少放射渣贮存费用。(3)浓硫酸的沸点为338℃，在200～300℃的低温焙烧，硫酸基本上不分解。烟气中仅有HF和浮尘(无游离H2SO4、SO3、SO2成份)烟气经氨气处理后，排放气体含氟小于10mg/Nm3，符合国家排放标准。而采用含氨的蒸汽吸收氟，产出的NH4HF固体可以作为产品出售，在解决环保问题的同时，提高了综合利用经济效益。(4)本专利技术可以在回转窑或隧道窑等工业连续生产炉窑中进行，利用炉窑内不同的温度分布特性，及焙烧排出的高温度烟气熟化精矿，在窑内同时实现精矿的熟化与焙烧，保证稀土精矿稳定分解，并获得高的分解率。本专利技术提供的技术方案从根本上解决了高温焙烧工艺所带来的不足，提高了钍、氟资源利用率，节约能源减少石灰消耗，避免了焦磷酸钍、二氧化硫、含氟污水污染物的产生。解决了稀土冶炼厂“三废”对环境的污染成为清洁生产工厂，可使企业降低生产成本提高经济效益。附图说明附图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式下面结合实施例来详细解释本专利技术所提供的技术方案，但不作为对本专利技术权利要求保护范围的限制。实施例1取100g混合型稀土精矿，精矿主要成份如下(重量百分比)REO ThO2FP2O555％0.20％ 7.5％6.5％取165g浓度为98％的浓硫酸与上述精矿混合，并立即把混合物放置于保温箱中，测量精矿温度为70℃。熟化8小时后，取出放入马弗炉中，在250℃下焙烧2小时。然后取出，加入800ml水，在30℃下浸出1小时。对浸出渣分析RE2O3(以渣中Ce的含量确定)和钍的含量，并检测渣的放射性。RE浸出率大于95％，钍浸出率96％，浸出渣含钍小于0.05％，放射性总比活度小于1×104Bg/kg。对比例一取100g实施例1所述的混合型稀土精矿，再取165g浓硫酸与精矿混合，然后直接放入250℃马弗炉中焙烧2小时。取出后，加入800ml水，在30℃下浸出1小时。对浸出渣分析RE2O3(以渣中C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合型稀土精矿分解方法，其是将稀土精矿与浓硫酸按一定重量比混合，其特征在于，该方法还包括以下过程： （１）将混合浓硫酸后的精矿在温度４０～１８０℃下熟化； （２）将熟化后的精矿焙烧１～８小时，焙烧温度１８０～３３０℃； （３）焙烧产出的焙烧矿采用水浸出，使稀土和钍浸出进入溶液中；再经萃取分离钍和稀土，经洗涤、反萃得到硝酸钍产品；萃取钍后溶液沉淀得到不含钍的稀土产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国民，胡克强，刘金山，王国珍，徐庆新，王文惠，郭玲弟，于俊霞，胡天润，陈鹏，曾天元，肖荣辉，
申请(专利权)人：中国有色工程设计研究总院，保定稀土材料试验厂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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