CN100500570C - 一种从选铁尾矿中制备二氧化铈的方法 - Google Patents
一种从选铁尾矿中制备二氧化铈的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种从选铁尾矿中制备二氧化铈的方法，于属于有色冶金工业技术领域。工艺为：粉粹：将原料进行磨矿，过筛，酸洗，碱分解，盐酸优溶，沉淀，氧化焙烧，硫酸浸出，萃取，反萃，沉淀、煅烧。本发明的优点在于：适合低品位铈的原料。对尾矿和其他一些铈含量较低的矿物进行铈的提取，有较强的可行性；产物纯度较高，工艺操作简单，成本低，对实现尾矿的综合利用有很重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于属于有色冶金工业技术领域，特别是提供了一种从选铁尾矿中制备二氧化铈的方法，提出了用湿法和火法相结合来实现从包钢尾矿中进行铈的提纯。
背景技术
CeO2具有较高的均一性、充填性、分散性、流动性、反应操作性等诸多特性，在超导体、陶瓷材料、抛光粉及催化剂等领域得到广泛的应用，由于铈具有变价性，用在发光材料中，使其具有了光效高、显色好和寿命长的特点，另外由于铈对氧和硫有很强的亲合力而广泛应用于钢铁工业中，既能细化钢的凝固组织，又能除去钢液中的杂质，起到净化作用。
目前，我国生产CeO2的主要原料有下列3种：(1)稀土精矿(REO≥50％，CeO2 48％～50％)。包括有内蒙包头的混合型稀土精矿及四川冕宁的氟碳铈精矿，可直接作为原料用；(2)混合氢氧化稀土[RE(OH)3]。它是由稀土精矿处理后而制成的中间原料，其含REO～60％，CeO2～50％；(3)硫酸稀土[RE2(SO4)3]及氯化稀土(RECl3)。前者REO～50％，CeO2～50％，后者含REO≥45％，CeO2≥45％。上述三种原料均可工业化生产。本发明所用的原料是包钢的选铁尾矿，对其进行了有价元素的回收，为尾矿的综合合理利用开辟新的途径。
目前氟碳铈矿提取稀土的工艺主要有酸法及碱法即湿法和火法：酸法采用盐酸或硫酸分解氟碳铈矿提取稀土，在我国硫酸强化焙烧法是目前工业上分解氟碳铈矿的主要方法，由于F的存在，分解过程产生HF气体污染环境，该工艺生产流程长，化工原料消耗大，同时对设备的耐腐要求高。碱法采用浓NaOH分解精矿，相对而言可减轻氟对环境的污染，但碱法要求精矿的品位高。因此这两种方法对铈含量较低的包钢尾矿，单独使用都不合适，本发明所设计的湿法和火法相结合的工艺，对低品位的原料非常合适。
本工艺的原理是根据铈的变价性质，在控制PH＝1.0～1.5范围内，加入H2O2，使Ce4+变成Ce3+，超过这个范围Ce3+便变成Ce4+，当PH＝3.5时，Ce4+能完全沉淀，Fe3+部分沉淀，实现了铈铁与其他元素的分离，在高浓度的硫酸溶液中，Ce4+和Fe3+能通过P204溶液的萃取，能得到很好的分离，分别获得高纯度的铈和铁。
目前在国内用选铁尾矿制备CeO2的专利还没有，虽然在资源利用技术领域中有关湿法和火法提取铈的已有专利申请，但在以尾矿为对象的环境技术领域并将这两种方法结合在一起使用的专利还没有，因此本发明在含铈品位较低的冶炼中，是一项新的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从选铁尾矿中制备二氧化铈的方法，一是对尾矿进行有价元素的回收，实现资源的综合利用；二是提取一种适合玻璃陶瓷和钢铁冶金所用原料的廉价制备方法，降低原料成本。
本发明的工艺步骤如下：
(1)粉粹：将原料进行磨矿，过0.074mm筛。
(2)酸洗：用浓盐酸搅拌酸洗6-8小时，除铁、钙和硅。
(3)碱分解：用60-85％的NaOH在130-150℃反应1-1.5小时，目的在于使氟碳铈矿分解为稀土氢氧化物。
(4)盐酸优溶：控制PH＝1.0-1.5，使稀土元素和其他可溶性离子进入溶液中。
(5)沉淀：控制PH＝3.5-4.5，使稀土元素和部分铁沉淀出来，实现了与其他元素的分离。
(6)氧化焙烧：将上述所得沉淀在480-550℃煅烧2-4小时，得到铈和铁的混合氧化物。
(7)硫酸浸出：用2.8-3.5mol/L的硫酸在78-90℃浸出4-6小时，使铈和铁的氧化物充分溶解。
(8)萃取：所用萃取剂为P204，溶液和萃取剂体积比为1：1.0-1.3，实现铈和铁的分离。
(9)反萃：用6-6.5mol/L的盐酸进行反萃，使Ce4+由有机溶剂转移到溶液中。
(10)沉淀、煅烧：分别控制反萃液和萃余液的PH值为3.3-3.7和4.0-4.5，洗涤后煅烧。
本发明的优点在于：
(1)适合低品位铈的原料。对尾矿和其他一些铈含量较低的矿物进行铈的提取，有较强的可行性。
(2)产物纯度较高。通过XRD分析，产物中的物相基本上都是以CeO2的形态存在。
(3)工艺操作简单，成本低，对实现尾矿的综合利用有很重要的意义。
附图说明
图1是本发明是制备二氧化铈方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过对实施例的描述来介绍本发明的具体实施方式。
实施例1：
本实施例采用包钢选铁尾矿，下表为矿物的能谱分析
| 元素 | Si | Ca | Fe | Ce | S |
| 质量百分含量 | 20.6301 | 33.0362 | 37.8226 | 3.0085 | 1.7985 |
将包钢尾矿粉粹至粒径小于0.074mm，取出经粉碎的矿石25g，用浓盐酸酸洗7小时之后，滤出不溶物，用70％的Na(OH)在140℃反应40min，再进行盐酸优溶，用Na(OH)对优溶液进行滴定，使其PH＝3.5，将沉淀过滤洗涤后，在500℃氧化焙烧2小时，焙烧产物在80℃用3mol/L的硫酸浸出4小时，浸出液用P204在常温下萃取6小时，然后再用3mol/L的盐酸对有机相进行反萃6小时，调节反萃液PH＝3.5，对沉淀进行过滤洗涤，将滤渣在500℃下煅烧2小时，最终得到铈的纯度为73.12％。
实施例2
采用实施例1中所用矿石，将包钢尾矿粉碎至粒径小于0.074mm，取出经粉碎的矿石50g，用浓盐酸酸洗7小时之后，滤出不溶物，用70％的Na(OH)在140℃反应40min，再进行盐酸优溶，用Na(OH)对优溶液进行滴定，使其PH＝3.5，将沉淀过滤洗涤后，在500℃氧化焙烧4小时，焙烧产物在80℃用3mol/L的硫酸浸出4小时，浸出液用P204在常温下萃取6小时，然后再用3mol/L的盐酸对有机相进行反萃6小时，调节反萃液PH＝3.5，对沉淀进行过滤洗涤，将滤渣在500℃下煅烧4小时，最终得到铈的纯度为81.16％。
Claims (1)
1、一种利用低品位原料制备二氧化铈的方法，其特征在于：工艺步骤为：
a、粉粹：将原料包钢的选铁尾矿进行磨矿，过0.074mm筛；
b、酸洗：用浓盐酸搅拌酸洗6-8小时，除铁、钙和硅；
c、碱分解：用70％的NaOH在130-150℃反应1-1.5小时；
d、盐酸优溶：控制pH＝1.0-1.5，使稀土元素和其他可溶性离子进入溶液中；
e、沉淀：控制溶液pH＝3.5-4.5，使稀土元素和部分铁沉淀出来；
f、氧化焙烧：将上述所得沉淀在480-550℃煅烧2-4小时，得到铈和铁的混合氧化物；
g、硫酸浸出：用2.8-3.5mol/L的硫酸在78-90℃浸出4-6小时；
h、萃取：所用萃取剂为P204，溶液和萃取剂体积比为1：1.0-1.3；
j、反萃：用6-6.5mol/L的盐酸进行反萃，使Ce4+由有机溶剂转移到溶液中；
k、沉淀、煅烧：分别控制反萃液和萃余液的pH值为3.3-3.7和4.0-4.5，洗涤后煅烧。
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| 氧化铈产品的生产应用及市场. 林河成.有色冶炼，第5期. 2002 |
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| 高纯氧化铈的提取工艺研究. 董福柱等.稀土，第18卷第1期. 1997 |
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