CN106586992B - 一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：将高品位混合稀土精矿与浓度>60wt%氢氧化钠溶液按混合稀土精矿和氢氧化钠重量比1：3.5~7.5的比例进行混合，在150℃~160℃下反应0.2~1小时，在大于80℃温度下进行热过滤，得到浓碱液和碱饼，浓碱液降温到30℃~70℃，再进行过滤得到磷酸钠产品；碱饼用水调浆洗涤，过滤得到一次洗碱液；碱饼继续水洗到中性，再用6~10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH 4~5，得到氯化稀土溶液；一次洗碱液进行浓缩、过滤得到氟化钠产品。其优点是：采用本发明的综合回收氟和磷工艺，工艺流程短，生产能耗低；实现了氟和磷的回收及液碱的循环利用，无废水排放，实现清洁生产和资源综合回收利用。

Description

一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺
技术领域
本发明涉及一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，特别是稀土冶炼过程中磷酸钠、氟化钠的分离回收，属于湿法冶金及资源综合利用领域。
背景技术
混合稀土精矿占我国冶炼稀土精矿的60%以上，是提取稀土元素的主要原料，精矿中除稀土外还有氟、磷等稀缺资源。目前分解混合稀土精矿的酸法工艺，氟从高温焙烧尾气中排出，不易回收；磷进入放射性浸出渣中，无法回收利用。
分解混合稀土精矿的碱法工艺中，精矿经液碱分解后，水洗过量碱和生成的氟化钠、磷酸钠等可溶盐，氟和磷均进入洗碱液中。洗碱液或用石灰“苛化”回收氢氧化钠，氟和磷变成废渣。或者洗碱液直接用酸中和到中性排放，氟和磷亦变成废渣排放。中国专利“混合稀土精矿碱法冶炼工艺中磷酸钠、氟化钠的分离回收方法”（CN 102277484 A）发明了一种酸碱联合法处理混合稀土精矿工艺中，从洗碱液中回收氟化钠和磷酸钠的方法。该方法主要是对碱分解后的矿物进行逆流水洗，逆流洗涤4 ~ 6 级，水温50 ～ 90℃，水洗液的质量为混合稀土精矿质量的3 ~10 倍。对逆流洗涤出的水洗液加热蒸发，出现结晶后过滤回收结晶物为氟化钠；对过滤后的滤液进行降温到温度为10～ 55℃，使其出现结晶，过滤回收该结晶物为磷酸钠。
发明内容
本发明的目的在于解决稀土精矿液碱分解工业生产中氟化钠和磷酸钠的分离、回收问题，缩短工艺流程并实现氟和磷等资源的高效回收，提供一种工艺流程简单、生产成本低、无污染的混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺。
为实现本发明的目的，本发明提供的一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺包括以下步骤：
[1]将REO大于60 wt %的高品位混合稀土精矿与浓度>60wt%氢氧化钠溶液按混合稀土精矿和氢氧化钠重量比1：3.5~7.5的比例进行混合，混合料浆在150℃~160℃下反应0.2~1小时；
[2]反应完成后在大于80℃温度下进行热过滤，过滤得到浓碱液和碱饼，浓碱液降温到30℃~70℃，再进行过滤得到磷酸钠产品；
[3]步骤[2]得到的碱饼用水调浆洗涤，固液比控制在1:1~3，过滤得到一次洗碱液；碱饼继续水洗到中性，洗到中性的碱饼用6~10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH 4~5，得到纯净的氯化稀土溶液；
[4]步骤[3]得到的一次洗碱液进行浓缩，浓缩到原体积的1/5~1/10，过滤得到氟化钠产品。
上述步骤（1）中，高品位混合稀土矿与氢氧化钠的混合比例优选为1：4.0~6.0。提高矿碱比可以提高体系流动性，使体系碱浓度变化小，反应温度易于控制，反应时间短。氢氧化钠溶液的浓度为60 wt %~70 wt % ，提高氢氧化钠溶液浓度可以提高体系的分解温度，减少反应时间，获得高的稀土矿物分解率。所述的分解反应可以在反应釜或管道中连续进行，也可以反应釜中间歇进行。
上述步骤（2）中，热过滤温度不低于60℃为好，优选80℃~110℃。温度过低氢氧化钠易结晶析出，使过滤困难且碱液浓度降低不利于碱的回收和循环利用，温度过高过滤设备使用寿命降低。所述的热过滤可以在盘式过滤机等设备上连续进行，也可以在板框过滤机上间歇进行。
上述步骤（2）中，浓碱液优选降温到40℃~50℃再进行过滤得到磷酸钠产品。
上述步骤（3）中，碱饼用水调浆洗涤，固液比优选控制在1:1.5~2.0，过滤得到一次洗碱液用于回收氟化钠。
上述步骤（2）中，过滤后的碱液和水配制成氢氧化钠溶液回用到步骤[1]中循环使用，补充消耗的氢氧化钠。
上述步骤（4）中，过滤得到的母液回用到[1]中循环使用。
本发明的优点是：本发明采用在高的碱矿比条件下进行稀土精矿的高浓度液碱反应，反应完成后直接进行热过滤实现氟和磷分离，浓碱液降温分离得到磷酸钠；碱饼以小的固液比洗涤，然后浓缩结晶得到氟化钠，实现了碱分解工艺中氟化钠和磷酸钠的分离、回收，工艺流程短，能耗大大降低，是一个真正高效的资源综合利用工艺。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详细解释本发明所提供的技术方案，但不作为对本发明权利要求保护范围的限制。
实施例1：
取500g氢氧化钠配成65wt%溶液，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%），混合后在反应釜中加热到155℃，保温反应，停止反应后降温到温度110℃，热过滤，得到浓碱液和碱饼，然后用少量热水淋洗，保证过滤后体系温度大于80℃。浓碱液继续降温到45℃，再过滤得到磷酸钠产品。过滤后碱液补加消耗掉的氢氧化钠后循坏使用，加入100g混合稀土矿（REO65wt%）进行第二次循环试验。碱饼加入150mL水搅拌洗涤，过滤得到一次洗碱液。碱饼再继续水洗至中性，然后用9M的盐酸溶解，控制溶液pH=4~5得到氯化稀土溶液。一次洗碱液加热浓缩到约30mL，冷却到室温过滤得到氟化钠产品。5次循环试验结果见表1。
。
实施例2：
取450g氢氧化钠配成65wt%溶液，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%），混合后在反应釜中加热到150℃，保温反应，然后停止反应降温到温度110℃，趁热过滤，得到浓碱液和碱饼，然后用少量热水淋洗，保证过滤后体系温度大于80℃。浓碱液继续降温到50℃，再过滤得到磷酸钠产品。过滤后碱液补加消耗掉的氢氧化钠后循坏使用，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%）进行第二次循环试验。碱饼加入200mL水搅拌洗涤，过滤得到一次洗碱液。碱饼再继续水洗至中性，然后用9M的盐酸溶解，控制溶液pH=4~5得到氯化稀土溶液。一次洗碱液加热浓缩到约30mL，冷却到室温过滤得到氟化钠产品。5次循环试验结果见表2。
。

Claims (5)

1.一种混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：包括以下步骤：
[1]将REO大于60wt％的高品位混合稀土精矿与浓度>60wt％氢氧化钠溶液按混合稀土精矿和氢氧化钠重量比1：3.5～7.5的比例进行混合，混合料浆在150℃～160℃下反应0.2～1小时；
[2]反应完成后在大于80℃温度下进行热过滤，过滤得到浓碱液和碱饼，浓碱液降温到30℃～70℃，再进行过滤得到磷酸钠产品；
[3]步骤[2]得到的碱饼用水调浆洗涤，固液比控制在1:1～3，过滤得到一次洗碱液；碱饼继续水洗到中性，洗到中性的碱饼用6～10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH4～5，得到纯净的氯化稀土溶液；
[4]步骤[3]得到的一次洗碱液进行浓缩，浓缩到原体积的1/5～1/10，过滤得到氟化钠产品。
2.根据权利要求1所述的混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：步骤(2)中，浓碱液降温到40℃～50℃再进行过滤得到磷酸钠产品。
3.根据权利要求1所述的混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：步骤(3)中，碱饼用水调浆洗涤，固液比控制在1:1.5～2.0，过滤得到一次洗碱液用于回收氟化钠。
4.根据权利要求1所述的混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：步骤(2)中，过滤后的碱液和水配制成氢氧化钠溶液回用到步骤[1]中循环使用，补充消耗的氢氧化钠。
5.根据权利要求1所述的混合稀土精矿液碱分解综合回收氟和磷的工艺，其特征是：步骤(4)中，过滤得到的母液回用到[1]中循环使用。
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