一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法技术

本发明专利技术属于氟碳铈矿的冶炼分离技术领域，具体涉及一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法。美国芒廷帕斯氟碳铈矿中含有少量的独居石成分，磷酸根以磷酸稀土的形式留在渣中，导致利用常用氟碳铈矿的生产工艺生产的稀土收率不高。本发明专利技术针对芒廷帕斯氟碳铈矿的元素组成及物相特点，针对性地对现有的工艺进行调整，解决了磷酸稀土难以回收的问题，并且将磷酸根进行回收，形成了高附加值的产品磷酸铁，能够节约资源并提高经济效益。能够节约资源并提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法


[0001]本专利技术属于氟碳铈矿的冶炼分离
，具体涉及一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法。

技术介绍

[0002]氟碳铈矿是分布最广的稀土矿物之一，可与氟碳钙铈矿共生，成为单一的氟碳铈矿型稀土矿，也常与独居石、铌矿物、铁矿物等共生或伴生。美国芒廷帕斯氟碳铈矿占全世界稀土储量的13％左右，经检测分析美国芒廷帕斯氟碳铈矿中含有少量的独居石成分，独居石是一种以轻稀土元素为主的磷酸盐矿物。利用常用氟碳铈矿的生产工艺氧化焙烧、盐酸(氢氧化钠碱转)进行湿法浸出，其稀土收率仅为88
‑
90％，此过程中大量的非稀土杂质被溶解到料液中，而磷酸根以磷酸稀土的形式存在留在渣中，没有得到回收。
[0003]专利CN112410588A中公开了一种氟碳铈矿的焙烧工艺，其针对的是四川凉山地区稀土资源，四川凉山矿的矿相主要为单一氟碳铈矿，其中不含有磷，因此用该方法也无法解决芒廷帕斯氟碳铈矿中磷酸稀土无法回收的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述工艺中存在的问题，本专利技术拟提供一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法。
[0005]独居石矿物和氟碳铈钙矿伴生在一起，相互影响，使得独居石转化更难转化，专利技术人根据芒廷帕斯氟碳铈矿的元素组成及物相特点，通过大量的实验研究，针对性地对现有的工艺进行调整，使得独居石能够被有效转化，解决了其中稀土难以回收的问题，并且将磷酸根进行回收，形成了高附加值的产品磷酸铁，能够节约资源并提高经济效益。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法，包括以下步骤：
[0008](1)芒廷帕斯氟碳铈钙矿经氧化焙烧得到氧化矿物；
[0009]其反应过程为：REFCO3(REPO4)+O2→
REF3+REFO+RE2O3+CeO2+REPO4[0010](2)将步骤(1)中氧化矿物与盐酸进行反应，控制反应过程中酸浓度在0.8mol/L以上，加入絮凝剂沉淀后进行固液分离，得到一次浸出液和渣；
[0011]反应过程为：REF3+REFO+RE2O3+CeO2+REPO4+HCl
→
REF3+RECl3+Cl2+REPO4[0012]一次酸浸时CeO2需要在温度高于70℃时才可以快速地与盐酸发生反应，如果低于70℃时浸出，反应的时间会延长到几小时，不利于提高工业效率；另外，浸出选择在85℃左右进行，方便絮凝得到清亮透明的浸出液且絮凝剂用量较少，因此步骤(2)中一次浸出反应的温度优选为85
‑
90℃。
[0013](3)步骤(2)的渣经水洗后加入氢氧化钠溶液，控制碱转反应温度150℃以上，反应剩余碱度为不低于18mol/L；
[0014]碱转反应过程如下：REF3+REPO4+NaOH
→
RE(OH)3+NaF+Na3PO4+REP
x
OH
y
[0015]在此过程中，通过高温和高碱度，使得独居石被氢氧化钠转化为磷酸三钠和氢氧化稀土，还有不溶于水但溶于浓盐酸的钙、钠、稀土与磷形成的复盐，在后续的溶解过程中利用高酸度溶解，使得复盐中的磷酸根离子被溶解到料液中。
[0016]如果仅提供高温而碱度不足，或者仅有高碱度但温度过低都会无法将独居石进行转化，并且在反应加热过程中，经过蒸发浓缩，碱的浓度也会不断提高的，因此碱转反应中高碱度和高温是相互配合的。
[0017](4)碱浆淘洗至中性，过滤后将步骤(3)得到的氢氧化稀土渣加入到浓盐酸，控制反应过程中酸浓度在1.8mol/L以上，反应完成后加入絮凝剂沉淀，固液分离得到二次浸出液；
[0018]二次酸浸反应过程为：RE(OH)3+REP
x
OH
y
+HCl
→
RECl3+H2O+REH2PO4[0019]而二次酸浸过程中，如果酸浓度过低无法溶解复盐，会使得稀土的回收率较低，且无法得到磷酸铁产品。
[0020]在此过程中，加热的原因一是方便絮凝澄清，二是温度偏高利于碱转产物复盐的溶解，故优选加热到85
‑
90℃进行反应。
[0021](5)将步骤(4)的二次浸出液与步骤(2)产生的一次浸出液混合后加热至85
‑
90℃，加入氨水回调PH到1.8
‑
2.0，然后进行固液分离，固体经水洗烘干后得磷酸铁产品；料液继续用氨水回调PH到4.5
‑
5.0后再次固液分离得稀土溶液。
[0022]第一次调节PH是为了回收磷酸铁产品，其具体反应如下：
[0023]REH2PO4+HCl+NH3.H2O+FeCl3→
RECl3+H2O+NH4Cl+FePO4[0024]第二次调节PH是为了除去稀土料液中的非稀土杂质铝、铁等。
[0025]加热至85
‑
90℃，磷酸铁比较稳定，有利于分离得到磷酸铁产品。
[0026]进一步地，步骤(1)中焙烧温度为480
‑
530℃，时间为1.5
‑
2h。
[0027]进一步地，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
[0028]进一步地，步骤(2)中一次酸浸反应时间为15
‑
30min。
[0029]进一步地，步骤(3)中渣需要水洗到水洗液中稀土浓度为10
‑
15g/L时加入氢氧化钠溶液。因为稀土浓度过高时，后续碱转反应需要的氢氧化钠用量更多，且渣的粘度较大，不利于后续的操作。洗水回收用于一次浸出矿物时调矿浆用。
[0030]为了节约能源，步骤(3)中碱转反应的温度进一步控制为150
‑
160℃，碱转反应时间为2.0
‑
2.5h。
[0031]进一步地，步骤(4)中二次酸浸反应时间为15
‑
30min。
[0032]进一步地，步骤(5)中第一次加入氨水反应时间为10
‑
15min。
[0033]由于在用浓盐酸浸出的过程中会产生大量的氯气，生产过程中产生的氯气需通过废气处理系统进行吸收处理。
[0034]本专利技术中使用的盐酸不需要采用工业级纯盐酸，只需满足酸的质量浓度在30％左右即可，且一浸的余酸可以回收用于二次酸浸，更符合节约资源的要求。
[0035]本专利技术针对芒廷帕斯氟碳铈矿的元素组成及物相特点，针对性地对现有的工艺进行调整，使得芒廷帕斯氟碳铈矿中的独居石能够得到转化，稀土能够得到有效回收利用，此工艺条件下稀土氧化物的收率在99.0％以上，同时还回收了矿物的的磷和铁，得到附加值更高的磷酸铁产品，不仅能够提高资源的利用率而且增加了经济效益。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0037]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芒廷帕斯氟碳铈矿生产氯化稀土且联产磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)芒廷帕斯氟碳铈钙矿经氧化焙烧得到氧化矿物；(2)将步骤(1)中氧化矿物与盐酸进行一次浸出反应，控制反应过程中酸浓度在0.8mol/L以上，反应完成后絮凝沉淀，得到一次浸出液和渣；(3)步骤(2)的渣加入氢氧化钠进行碱转反应，温度150℃以上，控制反应结束碱浓度为18mol/L以上；(4)步骤(3)产物加入盐酸二次浸出，控制反应过程中酸浓度在1.8mol/L以上，反应完成后絮凝沉淀得到二次浸出液；(5)将步骤(4)的二次浸出液与步骤(2)的一次浸出液混合后，回调PH得到磷酸铁固体和稀土溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中焙烧温度为480
‑
530℃，时间为1.5
‑
2h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)反应的温度均为85
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣，朱光荣，许思玉，冯新瑞，吴仕伦，
申请(专利权)人：四川省乐山锐丰冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：