CN1043685A

CN1043685A - 离子型稀土矿硫酸浸矿液氨沉淀稀土提取工艺

Info

Publication number: CN1043685A
Application number: CN88105843A
Authority: CN
Inventors: 丘星初; 鄢建平; 刘国平; 陈军; 蒋建新; 康自强
Original assignee: RESEARCH INST OF ENVIRONMENTAL SCIENCE GANZHOU PREFECTURE
Current assignee: RESEARCH INST OF ENVIRONMENTAL SCIENCE GANZHOU PREFECTURE
Priority date: 1988-12-24
Filing date: 1988-12-24
Publication date: 1990-07-11

Abstract

本发明提供了离子型稀土矿一种新的稀土提取工艺，其特征是采用硫酸浸矿液氨沉淀。利用本发明稀土生产成本仅为草酸工艺的四分之一。稀土实收率达90％左右，远远高于其他工艺。氧化稀土产品纯度达92％以上。并且无环境污染，取得了经济效益、社会效益和环境效益的统一。

Description

本发明属于湿法冶金技术领域。

在已有技术中，离子型稀土矿采用硫酸铵、氯化铵或氯化钠为浸矿剂，用草酸或碳酸氢铵沉淀提取稀土的生产工艺。草酸沉淀工艺操作简单，无疑是一种较理想的工艺。但是由于化工原料紧缺、价格猛涨，生产成本日益剧增，严重影响我区稀土工业的发展。另外，使用草酸的结果，使废水中COD（化学耗氧量）指标超过工业“三废”排放标准，造成环境污染。碳铵沉淀工艺成本较低，但产品杂质较多，对后续分离工艺有一定影响。所有上述稀土生产工艺一个共同性的关键问题是稀土实收率低。一般仅有60%左右，不能充分有效地利用自然资源。

本发明的目的是提供离子型稀土矿的一种新提取工艺，从而大大降低稀土生产成本，并且无环境污染，稀土实收率在90%左右，稀土产品纯度在92%以上，以求得到经济效益、社会效益和环境效益三者的统一，使我区稀土工业得到更快地发展，资源优势更快地成为产业优势。

本发明是这样实现的，采用硫酸浸矿、液氨沉淀分离提取工艺，工艺流程如图一。下面着重介绍本工艺与一般工艺不同之处。

1、浸矿工序

用浓度为0.2N的硫酸浸矿，离子交换反应如下：

装矿高度一般为0.8米，视原矿渗透性而增减。原矿与浸矿剂比例为1∶0.6。

加清水洗矿至浸出液PH为4，浸出液中RE₂O₅含量在0.4g/l以上进入第一沉淀池，低于0.4g/l则返回作浸矿剂使用并且补足酸度为0.2N。矿渣含少量的酸，可加入少量石灰中和至PH值为6～6.5使其固化。

2、沉淀工序

a、“一沉”工序（除杂）

用液氨沉淀，控制PH值为5.0-5.1（对重稀土型原矿）或PH值5.68～5.83（对轻稀土型原矿）。然后澄清过滤。清液、过滤液进入第二沉淀池。滤渣用清水洗至无铵离子反应后，得净水剂副产品。

杂质化学反应式如下：

严格控制上述指定的PH值是一个技术关键。若PH值低于上述指定的值，则杂质分离不完全，将影响产品质量，若PH值高于指定值，则有部分稀土与杂质共沉淀，影响稀土实收率。

在PH值5.1～5.83范围内，Fe能完全沉淀，Al绝大部份沉淀，从而达到杂质分离目的。表1为在不同PH值下母液中各元素的测定结果（以mg/l计）矿样来自寻邬稀土矿轻稀土型，母液用液氨调节至不同PH值后测上清液元素含量。

b、“二沉”工序

加入液氨沉淀剂至PH值8.5～9.5，此时稀土全部沉淀，得到氢氧化稀土。其主要化学反应式为

也可根据稀土冶炼厂家的需要，先调节PH值7.0～7.2沉淀重稀土，然后再调节PH值8.5～9.5进行沉淀轻稀土，得到粗分组的氢氧化稀土，可直接送稀土冶炼厂冶炼。

从表1中可看到在上述PH值时Ca、mg不产生沉淀而达到分离，仅有少量Mn与稀***沉淀。

沉淀过滤后的废水中含硫酸铵可作化肥使用，也可加入适量硫酸调节PH值为5左右，供硫铵工艺应用。

由上述工艺所得产品，经化学分析（见表2）可知，杂质金属总和含量不超过1%，其中含铝量不超过0.19%，锰不超过0.63%，铁不超过0.23%，钙镁含量均低，RE（OH）₃含量在80.36～88.18%其中主要杂质为（NH₄）₂SO₄，经赣加稀土冶炼厂进行分离工艺试验，对工艺无不良影响，证明产品可不灼烧而直接冶炼。

3、灼烧工序

为出口需要，将氢氧化稀土置于电炉内控制温度950℃进行灼烧，得到含量92%以上的氧化稀土。

本发明的优点和积极效果是：

（1）降低了生产成本。目前稀土生产成本主要是原材料的消耗，它与经济效益直接相关。现将硫铵-草酸工艺、硫铵-碳铵工艺与本工艺的主要原材料消耗按市场价进行比较（见下表），可见本工艺成本下降50～75%，经济效益非常可观。

每生产一吨稀土的原材料消耗

（2）提高了稀土实收率。本工艺稀土浸出率一般在95%以上，沉淀率大于95%，故稀土总实收率在90%以上，远高于我区目前采用的其他工艺，有利于资源充分利用。

（3）根据氢氧化稀土沉淀分离PH值的不同，本工艺在生产中既可一次稀土全部沉淀，也可控制PH值按重、轻稀土先后沉淀进行粗分以适应厂家的冶炼要求。

（4）本工艺产品，可以不经灼烧而直接提供冶炼厂家作为原料，从而降低消耗。也可在950℃灼烧成氧化稀土，纯度在92%以上，满足出口需要。

（5）本工艺生产一吨氧化稀土可得副产品“净水剂”约10吨，价值4000元除去原料成本可获利2400元。

（6）本工艺生产过程中的“废水”，主要成份为硫酸铵，并含有植物需要的钙镁等元素，是优质化肥。每生产一吨氧化稀土，废水中约含3.5吨硫酸铵。它也可用作硫铵-草酸工艺的浸矿剂使用，其浸矿效果见下表

指标硫铵废水

原矿重量（Kg) 20 20

矿：液 1：0.6 1:0.6

浸矿剂PH值 4.44 4.44

浸出液体积（1） 14.4 14.4

浸出液中稀土（RE₂O₃)含量g/l 0.783 0.783

浸出液中稀土氧化物总量（g) 11.27 11.27

（7）原材料价廉易得，本工艺所需原材料易得，本地可以解决，可节约大量运输费用。硫酸可采用801厂干燥氯气用过的“废硫酸”，液氨可由区内化肥厂供给。

（8）有利保护环境，保持生态平衡。

实施例1

在浸矿池倒入510公斤稀土原矿（定南县稀土矿原矿，品位0.57‰），装矿体积为0.70M×0.70M×0.80M，将浓度为0.2N的硫酸300升加入浸矿池，待浸矿剂基本渗透完后加入顶水，洗至浸出液的PH值为4.0，将浸出液收集，测定浸出液的RE₂O₃的含量，低于0.4g/l时补足酸至0.2N，做下次浸矿剂使用，RE₂O₃含量达0.4g/l以上为浸取母液，共收集母液250升，RE₂O₃含量为1.02g/l，低浓度的浸出液280升RE₂O₃含量为0.1g/l，浸出率为97.3%。

将上述浸取母液通入液氨至PH5.0～5.1，澄清后过滤，滤渣送副产品“净水剂”工段，滤液继续通液氨至PH值为7.10～7.26沉淀澄清过滤后得到氢氧化重稀土产品。滤液继续通入液氨至PH8.5沉淀澄清后测定上清液无稀土存在，然后过滤得氢氧化轻稀土产品。滤液送硫铵工艺浸矿。本次得氢氧化重稀土160g，氢氧化轻稀土170g（105℃烘干重）实收率为88.6%（实收率较低是由于低浓度浸出液转入下次浸矿）。产品质量见下表。

产品化学分析结果（按105℃烘干重%计）

分析项目重稀土轻稀土

PH5.0-7.0 PH7.0-8.5

RE(OH)₃% 81.4 85.5

折算RE₂O₃% 67.9 71.1

Fe% 0.23 0.038

Al% 0.1 0.025

Mn% 0.067 0.62

Ca% 0.00 0.050

Mg% 0.017 0.062

(NH₄)₂SO₄% 17.0 11.8

实施例2

在浸矿池倒入660公斤稀土原矿，装矿体积为0.73M×0.73M×0.90M。加入含有RE₂O₃0.26g/l浸矿剂200升，再加入新浸矿剂200升，待基本渗透完后，加顶水收集浸出母液300升，RE₂O₃含量为1.30g/l。低浓度浸出液250升，RE₂O₃含量为0.11g/l，浸出率97.1%。

将上述浸出母液通入液氨至PH5.0～5.1澄清后过滤。滤渣送副产品工段，滤液继续通入液氨至PH为8.5，沉淀澄清后测定上清液无稀土，过滤烘干得氢氧化稀土527g，实收率91%，产品化学分析结果如下表：

表1 在不同PH值下母液中各元素的测定结果（以mg/计）

表2 氢氧化稀土产品分析结果（105℃烘干重%计）

注：定南县矿样

Claims

1、离子型稀土矿的一种稀土提取工艺，由稀土原矿池浸、沉淀、过滤、灼烧工序组成，其特征是浸矿剂采用硫酸，沉淀剂采用液氨。

2、根据权利要求1所述的工艺，其特征是硫酸浸矿剂浓度为0.1～0.2N，浸矿固液比为1∶0.6。

3、根据权利要求2所述的工艺，其特征是稀土浸取液通入液氨后，控制PH值为5.0-5.1（对重稀土型原矿）或PH值5.68～5.83（对轻稀土型原矿）进行“一沉”以除去铁、铝等金属杂质。

4、根据权利要求3所述的工艺，其特征是通过“一沉”过滤后的滤液加液氨控制PH值为8.5～9.5将稀土全部沉淀分离，或根据需要先调节PH值7.0～7.2沉淀重稀土，然后再调节PH值8.5～9.5沉淀轻稀土以得到粗分组氢氧化稀土产品。

5、根据权利要求4所述的工艺，其特征是沉淀后得到的氢氧化稀土置于电炉内灼烧，灼烧温度为950℃，得到氧化稀土。