一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法技术

本发明专利技术公开了一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，该方法以烧绿石矿为原料，先通过磁

【技术实现步骤摘要】
一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法


[0001]本专利技术涉及烧绿石矿选冶联合提取铌、钛和稀土的方法，属于铌资源提取冶金及化学品制备


技术介绍

[0002]铌(Nb)是一种重要的关键战略金属，具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗变形、超导性能好等特点，在钢铁、航空航天、军事工业、核工业、超导材料、电子信息、医疗等行业发挥重要作用。
[0003]地壳中含铌量较高的铌矿物主要有烧绿石((Ca,Na)2(Nb,Ti)2O6F)、铌铁矿、铌钙矿和钠铌矿等。烧绿石是目前主要的产铌矿物，世界上约95％的铌产自烧绿石中。烧绿石矿床铌品位普遍介于0.4～1.5％(以Nb2O5计)，还常伴生有价金属钛(0.8～1.6％)和稀土(0.6～1.2％，以REO计)；脉石矿物主要是钾长石、石英、金云母、黑云母等含硅矿物，方解石、磷灰石、白云石、重晶石等含钙矿物，以及磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿、角闪石、菱铁矿、铁纳闪石等含铁磁性矿物。
[0004]现有烧绿石选矿工艺存在流程复杂、铌回收率低(40～50％)等主要问题。烧绿石矿物性脆，在磨矿过程中会出现过磨现象增加矿物的泥化程度，所以仅脱泥作业造成的铌损失可达15～20％。脱泥后碳酸盐、硅酸盐矿物占比仍较大，需要进行反浮选脱碳、脱硅，反浮选后进行除铁，接着开展4～5步精细的铌浮选作业。浮选精矿(50～60％Nb2O5)经酸洗、碱洗、煅烧进一步提质，最终Nb2O5富集到60～65％。由于烧绿石矿嵌布粒度细，且与其他氧化矿、碳酸盐矿脉石的亲水、亲油性相近，所以经过复杂的浮选作业，损失到尾矿中铌达30～35％。
[0005]缩减烧绿石选矿流程、由铌粗精矿(低品位铌精矿)直接提铌，可避免复杂选矿尤其是浮选作业造成的大量铌损失。然而，现有提铌技术对铌粗精矿这类劣质原料适用效果差。工业上铌精矿提铌主要采用氢氟酸分解法，由于氢氟酸介质的高毒性和易挥发性，造成非常严重的环境污染和设备腐蚀。当处理铌粗精矿时，原料夹带大量脉石，导致氢氟酸消耗多、设备处理能力不足，经济效益较差。硫酸分解法采用高浓度硫酸浸出铌精矿，再通过水解从溶液中分离铌。由于高温浓硫酸对金属的选择性差，原料中的铌、铁、铝、钛、稀土等都会溶出。因此，该方法处理铌粗精矿时耗酸量十分惊人，且为了满足水解反应要求，大部分余酸需要被中和掉，无法实现回用；浸出液中各有价金属浓度较低，未经浓缩直接水解难以沉淀彻底；铌、钛、铁离子发生水解反应的pH值接近，导致铌水解产物中夹杂较多钛杂质、钛水解产物中夹杂较多铁杂质，难以实现多金属精密分离。
[0006]综上可知，当前主流的烧绿石矿选冶技术存在流程长、铌回收率低、污染重的显著问题；采用硫酸分解法直接冶炼铌粗精矿，又因硫酸消耗量大、低浓度多金属精密分离难而未能得到工业化应用。通过优化/简化铌选矿工艺并强化铌提取冶金过程，开发出烧绿石矿选冶联合新技术，有助于减少资源浪费、降低生产成本、提高产品价值，对铌工业绿色低碳转型升级具有重大意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，该方法在磨矿前先进行破碎
‑
预筛分工序，在磨矿后增加细矿重选工序，有效缓解烧绿石矿的过磨，提高了铌的回收率；在粗精矿硫酸法提铌阶段，先采用浮游萃取手段实现多金属共富集和硫酸回用，再通亚硫酸盐还原共沉淀耦合选择性酸溶手段，实现铌、钛、铁深度分离。本方法具有资源回收率高、综合流程短、环境污染小等优点，适宜工业化应用。
[0008]本专利技术一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，主要的工艺流程为：先对烧绿石矿进行磁
‑
重联合选别获取铌粗精矿，再通过硫酸热分解
‑
浸出、浮游萃取
‑
反萃获得富稀土液和富铌钛液，最后通过还原、水解、煅烧等制备五氧化二铌和钛白粉。
[0009]所述磁
‑
重联合选别包括至少2次磨矿和/或两次重选，且在第一次磨矿前先进行破碎
‑
预筛分工序，第一次磨矿后进行重选，重选后在对接磁选工序，磁选后进行第二磨矿；第二次磨矿完成后进行第二次重选。
[0010]作为一个优选的方案，所述烧绿石矿中铌含量为0.6～2.0wt.％，且90％以上铌以烧绿石物相存在。
[0011]所述烧绿石矿中通常伴生有0.8～1.6％的钛和0.6～1.2％的稀土(以REO计)。
[0012]本专利技术中，烧绿石矿的磁
‑
重联合选别包含以下步骤：
[0013](a)磨矿I：将原矿破碎至
‑
2mm物料占85％以上；对破碎物料进行预筛分，筛孔直径为100～800μm，得到筛上料和筛下料；取筛上料，细磨至
‑
150μm物料占80％以上，得到细磨物料；将筛下料和细磨物料混合，再进行分级，收集+74μm粗矿I和25～74μm细矿I，抛去
‑
25μm细泥I；
[0014](b)重选I：对粗矿I和细矿I分别进行重选，分别得到重选粗矿和重选细矿，将重选粗矿和重选细矿混合，获得重选精矿I，抛去重选尾矿I。
[0015](c)弱磁选：对重选精矿I进行弱磁选，控制磁场强度为1000～3000奥斯特，收集弱磁尾矿，抛去弱磁精矿。
[0016](d)强磁选：对弱磁尾矿进行强磁选，控制磁场强度为6000～10000奥斯特，收集强磁精矿和非磁性物(强磁尾矿)。
[0017](e)磨矿II：取强磁精矿，磨矿处理至
‑
20μm物料占15～25％，而后分级处理，收集20～74μm细矿II，其余粒级抛尾。
[0018](f)重选II：对细矿II进行重选，收集重密度产物，即为重选精矿II，抛去重选尾矿II。
[0019]上述步骤(a)中，经过粗破、预筛分，仅少部分物料需要磨矿，大部分烧绿石得以保留，脱泥量可控制在较低水平；上述步骤(b)中，对不同粒级物料分别进行重选，可提高轻重矿物的分离效率；上述步骤(e)和(f)中，夹杂在弱磁性矿物中烧绿石在磨矿过程粉化，富集于细粒物料中，通过选矿离心机对细矿进行重选，回收强磁精矿中的烧绿石。
[0020]在工业上应用时，通过摇床对粗矿I和细矿I分别进行重选，给矿浓度分别为18
‑
25％和15
‑
20％，冲程分别为12
‑
18mm和10
‑
16mm，旋转频率分别为210
‑
260r/min和250
‑
300r/min，分别得到重选粗矿和重选细矿，将重选粗矿和重选细矿混合，获得重选精矿I，抛去重选尾矿I。
[0021]在工业上应用时，采用离心选矿机对细矿II进行重选，给矿浓度为10
‑
20％、优选
为13
‑
18％，转鼓转速为300
‑
500r/min、优选为350
‑
450r/min，得到重选精矿II。
[0022]作为一个优选的方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，其特征在于：先对烧绿石矿进行磁
‑
重联合选别获取铌粗精矿，再通过硫酸热分解
‑
浸出、浮游萃取
‑
反萃获得富稀土液和铌钛水合物，最后通过酸洗、酸溶、水解、煅烧制备五氧化二铌和钛白粉；所述磁
‑
重联合选别包括至少2次磨矿和/或两次重选，且在第一次磨矿前先进行破碎
‑
预筛分工序，第一次磨矿后进行重选，重选后在对接磁选工序，磁选后进行第二磨矿；第二次磨矿完成后进行第二次重选。2.根据权利要求1所述的一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，其特征在于：所述烧绿石矿中铌含量为0.6～2.0wt.％，且90％以上铌以烧绿石物相存在。3.根据权利要求1所述的一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，其特征在于，所述的磁
‑
重联合选别包含以下步骤：(a)磨矿I：将原矿破碎至
‑
2mm物料占85％以上；对破碎物料进行预筛分，筛孔直径为100～800μm，得到筛上料和筛下料；取筛上料，细磨至
‑
150μm物料占80％以上，得到细磨物料；将筛下料和细磨物料混合，再进行分级，收集+74μm粗矿I和25～74μm细矿I，抛去
‑
25μm细泥I；(b)重选I：对粗矿I和细矿I分别进行重选，分别得到重选粗矿和重选细矿，将重选粗矿和重选细矿混合，获得重选精矿I，抛去重选尾矿I；(c)弱磁选：对重选精矿I进行弱磁选，控制磁场强度为1000～3000奥斯特，收集弱磁尾矿，抛去弱磁精矿；(d)强磁选：对弱磁尾矿进行强磁选，控制磁场强度为6000～10000奥斯特，收集强磁精矿和非磁性物；(e)磨矿II：取强磁精矿，磨矿处理至
‑
20μm物料占15～25％，而后分级处理，收集20～74μm细矿II，其余粒级抛尾；(f)重选II：对细矿II进行重选，收集重密度产物，即为重选精矿II，抛去重选尾矿II。4.根据权利要求1或3所述的一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，其特征在于，所述的铌粗精矿由非磁性物和重选精矿II共同组成，粗精矿中铌含量为1.5～6.0wt.％。5.根据权利要求1所述的一种烧绿石矿综合提取铌、钛和稀土的方法，其特征在于，所述的硫酸热分解
‑
浸出包含以下步骤：(a)热分解：将铌粗精矿与75～98wt.％浓硫酸按重量比1：0.8～1.5混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩桂洪，孙虎，黄艳芳，刘兵兵，杨淑珍，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：