一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法

一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法
【專利摘要】本發明涉及一種礦物提取的方法，具體涉及一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法。本發明提取方法包括以下步驟：a、研磨：將氟碳鈰精礦進行研磨，得到粒度≤200目的礦粉；b、焙燒：向礦粉中加入助劑，在700～1000℃下焙燒1.5～4h，隨爐冷卻，得到熟礦；其中，按照重量比，礦粉:助劑＝10:2～5；c、水洗：水洗熟礦，固液分離，得到水洗液和水洗礦渣；d、酸浸：向水洗礦渣中加入稀鹽酸，在50～90℃下酸浸1～3h，過濾，得到富稀土酸浸液和酸浸渣。本工藝方法簡單易操作，對設備要求低，水洗除氟率為82％～90％，稀土收率高達90％～99％，可以減少不必要的稀土資源浪費。
【專利說明】
-種氣碳柿礦中稀±元素的提取方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種礦物提取的方法，具體設及一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方 法。
【背景技術】
[0002] 稀±元素素有"工業味精"之稱，是我國重要的戰略物質資源。而氣碳姉礦作為提 取分離稀±元素重要的礦產資源，充分開發利用氣碳姉礦就顯得尤為重要。
[0003] 氣碳姉礦的化學分子式為REFC化或RE2(C〇3)3，六方晶系，復S方雙錐晶類，晶體呈 六方柱狀或板狀，是一種單體稀±碳酸鹽和稀±氣化物的混合物。氣碳姉礦產于堿性巖、堿 性偉晶巖等熱液礦床中，經過選礦處理獲得的氣碳姉礦精礦中，氣含量大致在百分之六到 百分之屯之間，可溶于稀鹽酸、硫酸、硝酸，在憐酸中快速溶解。外觀呈黃色或赤褐色，有玻 璃光澤、油脂光澤，透明至半透明，莫氏硬度為4~4.5之間，較脆，氣碳姉礦是最重要的含姉 礦物。目前氣碳姉礦的冶煉工藝主要有氧化賠燒-酸浸法、碳酸鋼賠燒法、燒堿法等。目前主 要還是氧化賠燒-酸浸法應用最為廣泛。
[0004] 如在"氣碳姉礦氧化賠燒-鹽酸催化浸出新工藝研究"，中國稀±學報，2013年4月 第二期一文中公開了 W氣碳姉礦為原料，采用低溫賠燒-催化浸出技術，在優化的工藝條件 下非姉稀±浸出率為93.3%，總稀±浸出率為65.1%。此方法中氣主要W氣化姉的形式存 在于富姉渣中，不易回收再利用，造成稀±元素流失。
[0005] 公開號為"CN1683569A"，發明名稱為"鹽酸法分解氣碳姉礦的工藝方法"，公開了 一種將氣碳姉礦通過氧化賠燒后，然后采用氨氧化鋼進行堿轉除氣，堿轉礦經水洗后，進行 鹽酸優溶，獲得少姉氯化稀±料液和優溶渣。優溶渣洗涂后經過鹽酸全溶、沉淀、灼燒后獲 得純度大于95%的二氧化姉產品。該工藝方法工藝過程長，浪費時間，不易于控制，并且堿 轉過程需大量消耗氨氧化鋼，同時產生大量廢水。
[0006] 公開號為乂N101186977A"，發明名稱為"一種氣碳姉礦分解方法"，公開了一種通 過氣碳姉礦與碳酸稀±混合賠燒，利用碳酸稀±中的姉與氣碳姉礦中的氣形成氣化姉，然 后在酸浸分離姉與非姉稀上，使氣留在酸浸渣，避免氣的污染。該方法有比較好的固氣作 用，使在分離非姉稀±元素時能有效避免氣的污染，但富姉渣中由于氣化稀±的存在，嚴重 影響富姉渣的應用，造成稀±姉的大量浪費。
[0007] 公開號為"CN105543509A"，發明名稱為"一種混合型稀±精礦或氣碳姉精礦制備 氯化稀±的方法"，采用W下步驟進行回收其中的稀±元素:將稀±品位為62%~70%的混 合稀±精礦或氣碳姉精礦直接進行鹽酸浸出；將鹽酸浸出得到的酸浸渣進行堿分解;進行 水洗除去氣憐等雜質元素，對水洗液進行回收堿和氣憐;將水洗渣與第一步得到的酸浸液 混合進行酸浸;最后，將酸浸液進行中和除鐵社，得到合格的混合氯化稀±溶液。該專利工 藝流程長，堿分解過程需大量消耗氨氧化鋼，鹽酸濃度大，對設備腐蝕嚴重。
[000引目前還沒有一種工藝簡單，稀±元素回收率高，對環境污染小的回收氣碳姉礦中 稀±元素的方法。

【發明內容】

[0009] 本發明所要解決的技術問題是提供一種氣碳姉礦回收稀±元素的方法。
[0010] 本發明一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，包括W下步驟：
[0011] a、研磨:將氣碳姉精礦進行研磨，得到粒度《200目的礦粉；
[0012] b、賠燒：向a步驟得到的礦粉中加入助劑，在700~1000°C下賠燒1.5~4h，隨爐冷 卻，得到熟礦;其中，按照重量比，礦粉:助劑=10:2~5;
[0013] C、水洗:水洗熟礦，固液分離，得到水洗液和水洗礦渣；
[0014] d、酸浸：向水洗礦渣中加入稀鹽酸，在50~90°C下酸浸1~3h，過濾，得到富稀±酸 浸液和酸浸渣。
[0015] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中b步驟中賠燒溫度為900°C，賠燒時間為化。
[0016] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中b步驟中礦粉與助劑的重量比為10:4。
[0017] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中所述助劑為堿金屬碳酸鹽中的至 少一種，優選為碳酸氨鋼、碳酸鋼、碳酸氨鐘、碳酸鐘中的至少一種，更優選為碳酸氨鋼。
[0018] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中C步驟中水洗熟礦為向熟礦中加 入水進行水洗，熟礦與水的固液比為1:5~25。
[0019] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中熟礦與水的固液比為1:10。
[0020] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中C步驟中水洗溫度為50~90°C，水 洗時間為0.5~化;優選水洗溫度為60°C，水洗時間為化。
[0021] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中d步驟中熟礦與稀鹽酸的固液比 為1:10~20,優選為1:15。
[0022] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中所述稀鹽酸的濃度為1~4mol/L， 優選為2mol/L。
[0023] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中d步驟中酸浸溫度為75°C，酸浸時間為化。
[0024] 本發明的有益效果在于：本發明利用礦物與分解助劑賠燒過程中的高溫賠燒環 境，W及分解助劑分解產物烙融的特性，可有效阻止的Ce(III)的氧化，有利于姉與其他稀 ±元素一起經酸浸進入酸浸液中，并且賠燒礦經洗涂后，可有效避免氣的影響，本工藝方法 簡單易操作，對設備要求低，水洗除氣率在82%~90%，稀±收率高達90%~99%，可W減 少稀±資源浪費。
【具體實施方式】
[0025] 本發明一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，包括W下步驟：
[0026] a、研磨:將氣碳姉精礦進行研磨，得到粒度《200目的礦粉；
[0027] b、賠燒：向a步驟得到的礦粉中加入助劑，在700~1000°C下賠燒1.5~4h，隨爐冷 卻，得到熟礦;其中，按照重量比，礦粉:助劑=10:2~5;
[0028] c、水洗:水洗熟礦，固液分離，得到水洗液和水洗礦渣；
[0029] d、酸浸：向水洗礦渣中加入稀鹽酸，在50~90°C下酸浸1~3h，過濾，得到富稀±酸 浸液和酸浸渣。
[0030] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中b步驟中賠燒溫度為900°C，賠燒時間為化。
[0031] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中b步驟中礦粉與助劑的重量比為10:4。
[0032] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中所述助劑為堿金屬碳酸鹽中的至 少一種，優選為碳酸氨鋼、碳酸鋼、碳酸氨鐘、碳酸鐘中的至少一種，更優選為碳酸氨鋼。
[0033] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中C步驟中水洗熟礦為向熟礦中加 入水進行水洗，熟礦與水的固液比為1:5~25。
[0034] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中熟礦與水的固液比為1:10。
[0035] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中C步驟中水洗溫度為50~90°C，水 洗時間為0.5~化;優選水洗溫度為60°C，水洗時間為化。
[0036] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中d步驟中熟礦與稀鹽酸的固液比 為1:10~20,優選為1:15。
[0037] 上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其中所述稀鹽酸的濃度為1~4mol/L， 優選為2mol/L。
[0038] 進一步的，作為更優選的技術方案，上述一種氣碳姉礦中稀±元素的提取方法，其 中d步驟中酸浸溫度為75°C，酸浸時間為化。
[0039] 本發明提供了一種氣碳姉礦賠燒稀±高浸出率工藝方法，通過氣碳姉礦與分解助 劑如化肥化在700~1000°C下賠燒，利用分解助劑化肥化分解產物化2〇)3在高溫下烙融后包 覆礦物W隔絕空氣的特性，保持礦中Ce(m)不被氧化，經洗涂后，稀鹽酸酸浸后得到富姉及 非姉稀±酸浸液和酸浸渣。本發明的優點在于Ce(m)姉沒有被氧化成Ce(IV)，而是和其他 非姉稀±元素一起經酸浸進入酸浸液，提高了稀±收率，避免稀±資源浪費，并經洗涂后， 也避免了氣的污染和影響。本發明為處理氣碳姉礦提取分離稀±元素工藝提供一種新的技 術方案，即在高溫環境下賠燒氣碳姉精礦，抑制ce (m)的氧化，隨其他=價稀±元素進入酸 浸液，后續可W通過沉淀、萃取等方法再逐一從酸浸液中分離各稀上元素。
[0040] 其中，氣碳姉礦與分解助劑賠燒后，助劑在高溫烙融后會包覆在礦物上，W達到隔 絕空氣的目的，可W通過賠燒過后礦物嚴重燒結孔狀外形觀察到，W碳酸氨鋼為例，高溫般 燒發生的物理化學變化如下：
[0041]
[0042]
[0043] 加碳酸氨鋼等做賠燒助劑，其作用在于：（1)有助于礦物分解，液態的碳酸鋼與固 體的氣碳姉礦反應速率更快；（2)堿金屬如化可W與礦物中的氣形成氣化鋼，經水洗除氣， W防止氣元素在后面酸浸過程中影響稀±元素的浸出。如果不加助劑直接賠燒氣碳姉礦， 稀±將與氣結合形成氣化稀±，氣化稀±不溶于鹽酸，影響稀±提取，而且酸浸過程氣易與 酸形成氣化氨，還會對環境造成污染。
[0044] 本發明采用氣碳姉礦品位>65.13%。
[0045] 下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0046] 實施例1
[0047] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼4g，置于研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗 爐中，900°C賠燒2小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固液比1:10,向熟礦加入水，于磁 力攬拌器上60°C，水洗1小時，固液分離;然后按照固液比1:15,向水洗后熟礦中加入2mol/L 稀鹽酸，溫度75°C，磁力攬拌反應1小時，經過濾固液分離后，得到稀±富集酸浸液和酸浸 渣。
[004引通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達83.57%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為92.89%，最后的酸浸渣殘留率為13.59%。
[0049] 實施例2
[0050] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼4g，置于研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗 爐中，950°C賠燒2小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固液比1: 20，向熟礦加入水，于磁 力攬拌器上75°C，水洗2小時，經過濾固液分離后；按照固液比1:15,向水洗后熟礦中加入 3mol/L稀鹽酸，溫度75°C，磁力攬拌反應1.5小時，經過濾固液分離后，得到稀±富集酸浸液 和酸浸渣。
[0051] 通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達88.76%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為93.36%，最后的酸浸渣殘留率為10.79%。
[0化2]實施例3
[0053] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼5g，置于研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗 爐中，1000°C賠燒2.5小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固液比1:25，向熟礦加入水，于 磁力攬拌器上90°C，水洗1.5小時，固液分離;然后按照固液比1:20,向水洗后熟礦中加入 4mol/L稀鹽酸，溫度85°C，磁力攬拌反應2小時，經過濾固液分離后，得到稀±富集酸浸液和 酸浸渣。
[0054] 通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達83.42%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為91.17%，最后的酸浸渣殘留率為3.97%。
[0化5] 實施例4
[0056] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼3g，置于研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗 爐中，850°C賠燒4小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固液比1:10,向熟礦加入水，于磁 力攬拌器上80°C，水洗3小時，固液分離;然后按照固液比1: 20,向水洗后熟礦中加入3mol/L 稀鹽酸，溫度65°C，磁力攬拌反應3小時，經過濾固液分離后，得到稀±富集酸浸液和酸浸 渣。
[0057] 通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達83.24%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為90.82%，最后的酸浸渣殘留率為9.7%。
[0化引實施例5
[0059]取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鐘4g，置于研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗 爐中，900°C賠燒2小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固液比1:10,向熟礦加入水，于磁 力攬拌器上70°C，水洗1小時，固液分離;然后按照固液比1:15,向水洗后熟礦中加入2mol/L 稀鹽酸，溫度75°C，磁力攬拌反應1小時，經過濾固液分離后，得到稀±富集酸浸液和酸浸 渣。
[0060]通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達85.42%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為92.27%，最后的酸浸渣殘留率為12.19%。
[0061 ] 實施例6
[0062] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼和碳酸氨鐘各2g作混合賠燒助劑，置于 研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗爐中，90(TC賠燒2小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固 液比1:10,向熟礦加入水，于磁力攬拌器上70°C，水洗1小時，固液分離;然后按照固液比1: 15,向水洗后熟礦中加入2mol/L稀鹽酸，溫度75°C，磁力攬拌反應1小時，經過濾固液分離 后，得到稀±富集酸浸液和酸浸渣。
[0063] 通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達84.13%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為91.41 %，最后的酸浸渣殘留率為10.04%。
[0064] 實施例7
[0065] 取經200目過篩氣碳姉精礦lOg與碳酸氨鋼和碳酸氨鐘各2g作混合賠燒助劑，置于 研鉢中，研磨混合均勻。于馬弗爐中，95(TC賠燒3小時，然后隨爐冷卻后，獲得熟礦。按照固 液比1:20,向熟礦加入水，于磁力攬拌器上75°C，水洗2小時，固液分離;然后按照固液比1: 20,向水洗后熟礦中加入3mol/L稀鹽酸，溫度70°C，磁力攬拌反應1.化小時，經過濾固液分 離后，得到稀上富集酸浸液和酸浸渣。
[0066] 通過W上過程后，熟礦經水洗后除氣率達85.86%，獲得稀±富集酸浸液中總稀± 浸出率為94.58%，最后的酸浸渣殘留率為8.91 %。
【主權項】
1. 一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于包括以下步驟： a、 研磨:將氟碳鈰精礦進行研磨，得到粒度<200目的礦粉； b、 焙燒：向a步驟得到的礦粉中加入助劑，在700~1000 °C下焙燒1.5~4h，隨爐冷卻，得 到熟礦;其中，按照重量比，礦粉:助劑= 10:2~5; c、 水洗:水洗熟礦，固液分離，得到水洗液和水洗礦渣； d、 酸浸：向水洗礦渣中加入稀鹽酸，在50~90 °C下酸浸1~3h，過濾，得到富稀土酸浸液 和酸浸渣。2. 根據權利要求1所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:b步驟中焙 燒溫度為900 °C，焙燒時間為2h。3. 根據權利要求1或2所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:b步驟中 礦粉與助劑的重量比為1 〇: 4。4. 根據權利要求1~3任一項所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于： 所述助劑為堿金屬碳酸鹽中的至少一種，優選為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀中的 至少一種，更優選為碳酸氫鈉。5. 根據權利要求1所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:c步驟中水 洗熟礦為向熟礦中加入水進行水洗，熟礦與水的固液比為1:5~25。6. 根據權利要求5所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:熟礦與水的 固液比為1:10。7. 根據權利要求1所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:c步驟中水 洗溫度為50~90°C，水洗時間為0.5~3h;優選水洗溫度為60°C，水洗時間為lh。8. 根據權利要求1所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:d步驟中熟 礦與稀鹽酸的固液比為1:10~20,優選為1:15。9. 根據權利要求1或8所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:所述稀 鹽酸的濃度為1~4mol/L，優選為2mol/L。10. 根據權利要求1所述一種氟碳鈰礦中稀土元素的提取方法，其特征在于:d步驟中酸 浸溫度為75°C，酸浸時間為2h。
【文檔編號】C22B59/00GK106048265SQ201610677944
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發明人】邱克輝, 卜云磊
【申請人】成都理工大學