分解混合稀土矿的方法技术

本发明专利技术公开了一种分解混合稀土矿的方法，包括以下步骤：(1)将混合稀土矿与浓度为35～85wt％的第一硫酸溶液混合，得到浆液I，并将浆液I加热至100～140℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液I进行固液分离，得到酸浸液I和酸浸渣I；(2)将酸浸渣I与浓度为65～85wt％的第二硫酸溶液混合，得到浆液II，并将浆液II加热至150～300℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液II进行固液分离，得到酸浸液II和酸浸渣II。本发明专利技术的方法可以降低混合稀土矿的分解温度和所用硫酸溶液的浓度。

Method of decomposing mixed rare earth ore

【技术实现步骤摘要】
分解混合稀土矿的方法
本专利技术涉及一种分解混合稀土矿的方法。
技术介绍
混合稀土矿物是全球稀土的主要来源，其中，我国最为著名的是包头白云鄂博矿。包头白云鄂博矿为目前世界上探明储量和开采量最大的稀土矿床，蕴含着丰富的稀土资源，是氟碳铈矿和独居石矿的混合型稀土矿。由于其组成的复杂性，使混合稀土矿物的冶炼分离技术具有较大难度。目前，产业化的处理混合稀土矿物的工艺主要有浓硫酸高温焙烧分解工艺和浓碱液常压分解工艺。浓硫酸高温焙烧分解工艺对稀土矿品位要求低、工艺流程短、化工原料消耗少和易于大规模生产，被生产企业广泛采用。然而，该工艺产生大量酸性尾气(SO2、SO3、H2SO4、HF、SiF4)，所得硫酸盐废水和放射性废渣均难以处理，导致整个环保处理工程体系庞大。浓碱液常压分解工艺没有有害气体产生，废渣量小。然而，该工艺对稀土矿品位要求高，容易产生大量废水以及造成稀土的损失。此外，该工艺的生产过程不连续，分解时间长，且废水(含有NaOH、Na3PO4、NaF、Na2CO3、Na2SO4和NaCl)回收难度大，造成氟、磷等资源浪费。CN1031103349A公开了一种酸碱联合低温分解白云鄂博稀土精矿的方法。将白云鄂博稀土精矿加入盐酸和氯化铝中，在85℃浸出，氟碳酸稀土盐溶解，而独居石渣未溶解。浸出液中的氟以络合物形式存在。采用复盐沉淀法将络合物沉淀，然后过滤，稀土复盐与独居石共同采用碱法微波加热分解。该方法避免了大量酸性气体的产生，但氟资源回收利用与氯化铝循环利用的问题未得到解决。CN109136590A公开了一种包头混合型稀土精矿分解处理工艺。将包头混合型稀土精矿在350～600℃温度下进行活化焙烧1～6小时，得到活化焙烧矿。活化焙烧矿用3mol/L～8mol/L盐酸溶液浸出，得到氯化稀土溶液和盐酸浸渣。将盐酸浸渣水洗和脱水后得到脱水浸出渣和水洗液。将脱水浸出渣和浓硫酸混合和焙烧，得到硫酸焙烧矿。硫酸焙烧矿经过水浸、中和除杂等工序得到稀土硫酸盐水溶液。该工艺包括含有脱水浸出渣和浓硫酸的混合物的焙烧过程，无法避免硫酸分解，尾气依然为含氟和硫的酸性尾气。CN1847419A公开了一种分步法硫酸稀土焙烧分解包头稀土精矿的方法，包括如下步骤：(1)将包头稀土精矿和浓硫酸混合；(2)在100～320℃下焙烧1～7小时，产生的气体进行水喷淋冷却；(3)固体物料在600～850℃下焙烧1～4小时，部分有害气体用80～92wt％的浓硫酸吸收，吸收后浓硫酸转入步骤(1)，部分气体用步骤(2)中冷却水再次冷却，固体物料转入下一工序。该工艺所用硫酸溶液为浓硫酸，焙烧时产生的氟化氢尾气中仍含有SO2、SO3与H2SO4酸雾，导致所得到的副产品氢氟酸含量低。此外，焙烧温度较高，能耗较高，且造成浓硫酸分解生成大量SO3。再有，该工艺的硫酸用量少，无法很好地形成浆液，导致反应不均匀，且容易造成设备内壁形成大量固体。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种分解混合稀土矿的方法，其可以降低混合稀土矿的分解温度和所用硫酸溶液的浓度。这样可以降低能耗，减少硫酸溶液的分解，大大降低SO2、SO3与H2SO4酸雾的生成量。此外，这样可以使得副产品氢氟酸的纯度较高。进一步地，本专利技术的方法能够实现硫酸溶液的循环利用。本专利技术通过如下技术方案达到上述目的。本专利技术提供一种分解混合稀土矿的方法，包括以下步骤：(1)将混合稀土矿与浓度为35～85wt％的第一硫酸溶液混合，得到浆液I，并将浆液I加热至100～140℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液I进行固液分离，得到酸浸液I和酸浸渣I；其中，混合稀土矿与第一硫酸溶液中的H2SO4的重量比为1:1.5～8；(2)将酸浸渣I与浓度为65～85wt％的第二硫酸溶液混合，得到浆液II，并将浆液II加热至150～300℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液II进行固液分离，得到酸浸液II和酸浸渣II；其中，酸浸渣I的干渣与第二硫酸溶液中的H2SO4的重量比为1:1.5～8。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(1)中，所述混合稀土矿含有稀土氟化物和稀土磷酸盐。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(1)中，反应时间为10～280min。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(1)中，将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收，得到副产品氢氟酸。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(2)中，反应温度为150～250℃。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(2)中，反应温度为150～200℃。根据本专利技术的方法，优选地，步骤(2)中，反应时间为20～280min；步骤(2)中，反应产生的蒸汽进行冷凝吸收后，得到冷凝水。根据本专利技术的方法，优选地，还包括如下步骤：将酸浸液II用浓硫酸调节至硫酸浓度为65～85wt％，用于分解下一批酸浸渣I。根据本专利技术的方法，优选地，还包括如下步骤：将酸浸渣II分别用所述冷凝水和去离子水洗涤，得到滤饼和洗液；将所述滤饼用水浸提，得到水浸渣和水浸液；将所述水浸液通过中和除杂得到稀土硫酸盐水溶液。根据本专利技术的方法，优选地，还包括如下步骤：将所述洗液与酸浸液I合并，得到合并液，将合并液用浓硫酸调节至硫酸浓度为35～85wt％，用于分解下一批混合稀土矿。本专利技术采用质量浓度不超过85wt％的硫酸溶液分段分解混合稀土矿，反应分解温度分别控制在100～140℃以及150～300℃。本专利技术的方法可以降低分解温度和硫酸溶液浓度，从而可以降低能耗，减少硫酸溶液的分解，大大降低SO2、SO3与H2SO4酸雾的生成量。此外，本专利技术的方法可以使得副产品氢氟酸的纯度更高，并且可以实现硫酸溶液的循环利用。附图说明图1为本专利技术的一种工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。在本专利技术中，“wt％”表示重量百分数。本专利技术的方法包括如下步骤：(1)第一段分解反应步骤；(2)第二段分解反应步骤；(3)酸浸渣II和酸浸液II的处理步骤。下面进行详细描述。<第一段分解反应步骤>本专利技术将混合稀土矿与浓度为35～85wt％的第一硫酸溶液混合，得到浆液I，其中，混合稀土矿与第一硫酸溶液中的H2SO4的重量比为1:1.5～8。这样有利于降低硫酸溶液浓度，降低分解温度，减少硫酸溶液的分解，使得SO2、SO3与H2SO4酸雾的生成量大大降低，从而使得副产品氢氟酸中含硫酸溶液量较低，进而得到纯度更高的副产品氢氟酸。工艺流程图如图1所示。在本专利技术中，混合稀土矿含有稀土氟化物和稀土磷酸盐。混合稀土矿的实例包括但不限于由氟碳铈矿和独居石矿形成的混合矿。本专利技术的混合稀土矿优选为包头混合稀土精矿，REO含量为50～65wt％，CaO含量为6～12wt％。在本专利技术中，混合稀土矿主要由氟碳铈矿和独居石矿组成。本专利技术发现，氟碳铈矿为稀土氟碳酸盐，在硫酸溶液中分解温度较低，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分解混合稀土矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将混合稀土矿与浓度为35～85wt％的第一硫酸溶液混合，得到浆液I，并将浆液I加热至100～140℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液I进行固液分离，得到酸浸液I和酸浸渣I；其中，混合稀土矿与第一硫酸溶液中的H

【技术特征摘要】
1.一种分解混合稀土矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将混合稀土矿与浓度为35～85wt％的第一硫酸溶液混合，得到浆液I，并将浆液I加热至100～140℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液I进行固液分离，得到酸浸液I和酸浸渣I；其中，混合稀土矿与第一硫酸溶液中的H2SO4的重量比为1:1.5～8；
(2)将酸浸渣I与浓度为65～85wt％的第二硫酸溶液混合，得到浆液II，并将浆液II加热至150～300℃进行反应，同时将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收；将反应后的浆液II进行固液分离，得到酸浸液II和酸浸渣II；其中，酸浸渣I的干渣与第二硫酸溶液中的H2SO4的重量比为1:1.5～8。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合稀土矿含有稀土氟化物和稀土磷酸盐。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应时间为10～280min。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将反应产生的蒸汽进行冷凝吸收，得到副产品氢氟酸。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，徐萌，王哲，陈禹夫，侯睿恩，蔚腊先，李雪菲，郭金铖，高婷，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15