專利名稱：一種從含稀土磷灰石礦中提取稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含稀土礦的提取方法，特別涉及一種從含稀土磷灰石礦中提取稀土的方法。
背景技術(shù)：
含稀土磷灰石礦是指含有稀土的磷灰石礦。以磷灰石礦物為主，同時伴生稀土礦物，如褐簾石、氟碳鈰礦、獨居石等和脈石礦物，如輝石、角閃石、長石等。磷灰石化學(xué)式為Ca5(PO4)3(F, Cl，0H)，磷灰石中含有以類質(zhì)同相形式取代鈣的稀土元素和微細粒稀土礦物包裹體，稀土含量一般不超過5%。礦石中磷灰石與稀土礦物相互交生，嵌布粒度微細，解離困難，分選難度大。20世紀60年代以來，芬蘭、美國和前蘇聯(lián)都研究在生產(chǎn)磷酸或磷肥的同時從磷灰·石中回收稀土的方法，但由于礦石中磷灰石與稀土礦物的伴生特點不同，工藝針對性比較單一，以及操作和成本問題，并沒有成熟的技術(shù)在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。國內(nèi)磷肥工業(yè)普遍使用的方法是硫酸浸出磷礦原礦，氨水中和生產(chǎn)磷肥，而稀土轉(zhuǎn)入到磷石膏內(nèi)堆存，只回收利用了磷肥，并不能合理有效地回收稀土。近年來，隨著稀土和磷等重要資源的日益枯竭，信息、新材料等高新技術(shù)的飛速發(fā)展，資源的綜合利用研究越來越得到重視。目前針對國內(nèi)貴州織金縣新華磷礦、云南安寧、尖山等磷礦和國外磷礦進行了很多研究。有人研究了硝酸法處理含稀土磷礦，如CN201010557640. 4《一種含稀土中低品位磷礦石的利用方法》和CN201110199788. X《硝酸分解含稀土磷礦生產(chǎn)高水溶性硝酸磷肥并回收稀土的方法》公開的兩種方法均選擇含稀土浸出液的中和沉淀，該法產(chǎn)生了大量的稀土含量較低的中和沉淀渣，后續(xù)處理復(fù)雜，且未對稀土回收率指標(biāo)進行量化，在回收稀土方面不具備優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合理有效分離稀土和磷，稀土回收率高的含稀土磷灰石礦的提取稀土的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案由以下步驟組成(I)將含稀土磷灰石礦磨礦至-O. 074mm顆粒達到50%以上，按照酸礦質(zhì)量比O. 5 I. 3 1，加入濃硝酸或濃鹽酸，酸分解后，按NH4+與含稀土磷灰石礦的質(zhì)量比I 17 250，加入5 30%氨水、2 50%碳酸銨或2 20%碳酸氫銨溶液，在溫度50 120°C下加熱15 60min，固液分離得到粗磷酸溶液和稀土富集渣；(2)按照稀土富集渣濃硫酸質(zhì)量比I : I I. 9加濃硫酸至步驟(I)得到的稀土富集渣，在溫度120 200°C下焙燒I 5h，按照固液比I : 2 8加水浸出，固液分離后得到浸出液和酸化渣，酸化渣堆棄；(3)將步驟⑵得到的浸出液加熱到80 100°C，按照理論計算量的2 3. 5倍加入固體氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、硫酸鉀、硫酸鈉或硫酸銨中的一種，反應(yīng)30 60min，趁熱固液分離制備得到稀土硫酸復(fù)鹽。本發(fā)明的方法適用于總REO含量在I. O 5. 0%,P2O5含量在25 35%的含稀土磷灰石礦。得到的稀土硫酸復(fù)鹽中總稀土氧化物(REO)含量> 36%，稀土回收率> 85%。本發(fā)明方法的原理在于①酸分解含稀土磷灰石礦得到粗磷酸礦漿，部分稀土溶解于溶液中，而部分殘留于固體顆粒中，形成分散狀態(tài)不利于稀土的回收，本發(fā)明加入少量弱堿溶液于礦漿中，使溶解于溶液中的稀土形成磷酸鹽沉淀，實現(xiàn)絕大部分稀土呈固體顆粒狀態(tài)存在于礦漿中，通過固液分離使稀土富集于渣中，得到有效分離；②利用濃硫酸低溫酸化焙燒可將稀土富集渣分解，水浸后大部分稀土溶出。酸化渣中稀土損失率低于12%。本發(fā)明的優(yōu)點在于針對伴生復(fù)雜、處理困難的含稀土磷灰石礦物，提供了一種合理有效分離磷和稀土，并回收稀土的方法，工藝簡單，成本低，解決了能耗高和污染嚴重的難題，提取的稀土硫酸復(fù)鹽中稀土氧化物含量> 36%，稀土回收率> 85%。
具體實施例方式實施例I :將IOOg總REO含量為1.35%，P2O5含量為25. 94 %的磷灰石磨細至-O. 074mm顆粒達到50%以上，按照酸礦質(zhì)量比O. 6/1加入濃鹽酸分解，酸分解后按NH4+與含稀土磷灰石礦的質(zhì)量比1/250添加15%氨水，801加熱201^11，固液分離得到粗磷酸溶液和18. 8g稀土富集渣，稀土富集渣中REO含量為6. 95%，按渣計得稀土浸出率3. 21%;按照稀土富集渣/濃硫酸質(zhì)量比1/1. 85，在溫度200°C下硫酸酸化焙燒4h，按照固液比1/2加水浸出，固液分離得到13. 7g酸化渣和浸出液，酸化渣中稀土含量為I. 11%，計算得稀土損失為11. 26%，浸出液加熱到90°C添加硫酸鉀5g，保溫30min，趁熱固液分離，得到稀土氧化物含量36. 07%的稀土硫酸復(fù)鹽3. 2g，稀土回收率85. 50% ;該稀土復(fù)鹽可作為粗產(chǎn)品出售或繼續(xù)提純。實施例2:將IOOg總REO含量為2. 71 %，P2O5含量為28. 01 %的磷灰石磨細至-O. 074mm顆粒達到50%以上，按照酸礦質(zhì)量比I. 1/1加入濃硝酸分解，酸分解后按NH4+與含稀土磷灰石礦的質(zhì)量比1/36添加10%碳酸氫銨溶液，100°C加熱30min，固液分離得到粗磷酸溶液和21. 4g稀土富集渣，稀土富集渣中REO含量為12. 31 %，按渣計得稀土浸出率
2.79% ;按照稀土富集渣/濃硫酸質(zhì)量比1/1. 2，在溫度120°C下硫酸酸化焙燒3h，按照固液比1/4加水浸出，固液分離得到16. 8g酸化渣和浸出液，酸化渣中稀土含量為I. 79%，計算得稀土損失為11. 10%，浸出液加熱到90°C添加氯化鈉2. 5g，保溫60min，趁熱固液分離，得到稀土氧化物含量40. 27%的稀土硫酸復(fù)鹽5. Sg，稀土回收率86. 19% ;該稀土復(fù)鹽可作為粗產(chǎn)品出售或繼續(xù)提純。實施例3:將IOOg總REO含量為4. 18%，P2O5含量為30. 28 %的磷灰石磨細至-O. 074mm顆粒達到50%以上，按照酸礦質(zhì)量比I. 3/1加入濃硝酸分解，酸分解后按NH4+與含稀土磷灰石礦的質(zhì)量比1/17添加20%碳酸銨溶液，120°C加熱15min，固液分離得到粗磷酸溶液和19. 2g稀土富集渣，稀土富集渣中REO含量為21. 08%，按渣計得稀土浸出率
3.17% ;按照稀土富集渣/濃硫酸質(zhì)量比1/1.5，在溫度160°C下硫酸酸化焙燒2h，按照固液比1/7加水浸出，固液分離得到16. Ig酸化渣和浸出液，酸化渣中稀土含量為2. 63%，計算得稀土損失為10. 13%，浸出液加熱到90°C添加氯化銨4g，保溫45min，趁熱固液分離，得到稀土氧化物含量39. 41%的稀土硫酸復(fù)鹽9. 2g，稀土回收率86. 74% ;該稀土復(fù)鹽可作為粗產(chǎn)品出售或繼 續(xù)提純。
權(quán)利要求
1.一種從含稀土磷灰石礦中提取稀土的方法，其特征是由以下步驟組成 (1)將含稀土磷灰石礦磨礦至-O.074mm顆粒達到50 %以上，按照酸礦質(zhì)量比O. 5 1.3 1，加入濃硝酸或濃鹽酸，酸分解后，按NH4+與含稀土磷灰石礦的質(zhì)量比I : 17 250，加入5 30%氨水、2 50%碳酸銨或2 20%碳酸氫銨溶液，在溫度50 120°C下加熱15 60min，固液分離得到粗磷酸溶液和稀土富集渣； (2)按照稀土富集渣濃硫酸質(zhì)量比I: I I. 9加濃硫酸至步驟(I)得到的稀土富集渣，在溫度120 200°C下焙燒I 5h，按照固液比I : 2 8加水浸出，固液分離后得到浸出液和酸化渣，酸化渣堆棄； (3)將步驟(2)得到的浸出液加熱到80 100°C，按照理論計算量的2 3.5倍加入固體氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、硫酸鉀、硫酸鈉或硫酸銨中的一種，反應(yīng)30 60min,趁熱固液分離制備得到稀土硫酸復(fù)鹽。
全文摘要
一種從含稀土磷灰石礦中提取稀土的方法。由以下步驟組成將含稀土磷灰石礦磨礦，加入濃硝酸或濃鹽酸，酸分解后，加入氨水、碳酸銨或碳酸氫銨溶液，加熱，固液分離得到粗磷酸溶液和稀土富集渣；加濃硫酸至稀土富集渣，焙燒，加水浸出，固液分離后得到浸出液和酸化渣，酸化渣堆棄；加熱浸出液，加入固體氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、硫酸鉀、硫酸鈉或硫酸銨，趁熱固液分離制備得到稀土氧化物含量超過36％的稀土硫酸復(fù)鹽。稀土回收率超過85％。本發(fā)明提供了一種合理有效分離磷和稀土，并回收稀土的方法，工藝簡單，成本低，解決了能耗高和污染嚴重的難題，適用于總REO含量在1.0～5.0％，P2O5含量在25～35％的含稀土磷灰石礦。
文檔編號C22B3/06GK102876889SQ20121037469
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者劉勇, 劉珍珍, 劉牡丹, 何曉娟 申請人:廣州有色金屬研究院