CN101768674A - 从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法，将磷和稀土共生的矿石按照用高炉制取磷酸时的配比进行配料，经高炉冶炼，高炉气用于制备磷酸，高炉渣即为稀土生产原料。与现有技术相比，本发明走出了传统的富集选矿提取的工艺路线，大大降低了稀土资源的应用品位，将低品位磷和稀土共生矿石经高炉冶炼，高炉气可以用于生产磷酸，而高炉渣中的稀土元素与高炉冶炼前相比没有任何损失，既分离出了矿石中的磷，又完好的保存了稀土资源。对于胶质体难选矿藏，高炉冶炼也可以同时破坏矿石的胶质体结构，方便稀土元素的后继提取。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法。
背景技术
稀土广泛用于国民经济、高新技术、国防建设等众多领域，起着十分重要的作用，不仅在冶金、机械、石油、化工、陶瓷等传统产业方面，而且在特种强大动力机械、精密设备、航空航天等重大高新科技领域都离不开这种重要的基础资源，世界各国都投入了大量的人力物力研究开发稀土资源。
世界稀土资源约一半都蕴藏在我国，其中尤以内蒙的白云鄂博闻名于世，其稀土是以含轻稀土为主的系列，经过多年的研究、开发，现已形成以选矿富集再提取、分离利用的生产技术工艺路线。此外，四川、江西、广东的稀土资源可通过选矿与主矿分离富集或化学分离离子型稀土而得到开发利用。但是，目前都是以轻稀土的开发、研究、应用为主，作为稀土资源另一更为稀缺、重要的重稀土，不论是在蕴藏数量探测，分离提取，研究应用等各方面都远远不及轻稀土。
贵州织金磷矿是世界上少有的磷矿中含稀土元素的大型矿区之一，织金磷矿估算其磷矿资源量为14.64亿吨，P2O5平均品位17.22％，稀土资源量为149.78万吨，更为宝贵的是在这149.78万吨稀土资源中有约36％的重稀土资源，这是我国一笔非常宝贵的财富。但是，目前不论在织金磷矿资源的开发和稀土的开发方面，现有的各种不同研究与应用的效果均不理想。究其原因，主要有以下几个方面：
(1)织金磷矿中的稀土资源虽然绝对量很大，约为149万吨，但稀土的品位都非常低，稀土品位平均仅为0.03～0.08％。
(2)织金磷矿与我国绝大多数磷矿一样，均属胶质体难选磷矿，其特点是磷资源呈非常细小的晶状物嵌入在矿体的脉石中而与之共生，导致织金磷矿的选矿难度很大，而稀土元素与磷资源具有同质类生的特点，即使经选矿进行了富集，稀土元素和磷的品位都得到提高，但在后继的稀土提取中，也必须分离富集矿中所含的磷。
对于磷和稀土共生的矿产来说，如何在很好开发中低品位磷资源的同时，又不损失其中所含的稀土资源，并为开发其中的稀土资源提供一个即经济又节能的方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法，该方法即可以从低品位的磷和稀土共生矿中分离出磷，又不破坏矿石中的稀土元素，为后继的稀土元素提取提供了生产原料，而同时分离出的磷又可以用于制备磷酸。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法：将磷和稀土共生的矿石按照用高炉制取磷酸时的配比进行配料，经高炉冶炼，高炉气中的磷用于制备磷酸，高炉渣即为稀土生产原料。
上述方法中，所述高炉冶炼氧化区的温度不超过2400℃。17种稀土元素均具有很高的沸点，大多数元素的沸点在2600℃～3400℃之间，所以，在高炉冶炼氧化区的温度不超过2400℃的条件下，是不会损失稀土的。
前述从含有稀土元素的磷矿中提取稀土的方法：按照重量份计算，所述高炉制取磷酸时的配比为焦或煤∶磷矿∶石灰石∶硅石＝1∶0.8～1.5∶0.05～0.25∶0.15～0.5。
经中国科学院地球化学研究所检测，经高炉冶炼后的高炉渣中所含的稀土元素与高炉冶炼前的矿石中所含的稀土元素相比，基本没有什么损失，完好的保存了原生矿中的稀土资源。检测结果见图1。
与现有技术相比，本发明走出了传统的富集选矿提取的工艺路线，大大降低了中低品位含稀土资源的磷矿的品位要求，将低品位磷和稀土共生的磷矿石经高炉冶炼，高炉气中的磷可以用于生产磷酸，而高炉渣中的稀土元素与高炉冶炼前相比基本没有损失，即分离出了矿石中的磷，又完好的保存了稀土资源。对于胶质体难选矿藏，高炉冶炼也可以同时破坏矿石的胶质体难选结构，方便稀土元素的后继提取。
附图说明
图1是磷矿石和炉渣中所含稀土元素的分析数据报告。
具体实施方式
以贵州织金磷矿为例，详细说明本发明的具体实施方式，但本发明方法并不限于应用于织金磷矿。
(1)配料：将织金磷矿的矿石经过一定的破碎筛分后除掉粉矿，无需任何选矿，按焦或煤∶织金磷矿石∶石灰石∶硅石＝1∶1∶0.2∶0.3的配比配料，加入高炉内。
(2)高炉冶炼：在氧化区温度低于2400℃的温度下进行高炉冶炼。
(3)高炉气制磷酸：高炉冶炼出来的高炉气先经湿式水浴除尘器进行第一级泥磷回收，经第一级泥磷回收后的高炉气中未出去的含磷粉尘，再进入第二级泥磷回收装置喷射除尘器，喷射除尘器又可以进一步降低高炉气的温度，以利于泥磷粉尘的进一步回收，还未除去的很细的泥磷再经第三级泥磷回收装置文氏管，其回收效果最终可达98％以上。收集回收的三级泥磷，送入沸腾泥磷焙烧炉，焙烧炉气的温度可达1000℃左右，并含有较大量的粉尘，所以采用立式多烟道自然循环锅炉来回收热量，这样可联产汽包压力约2.45MPa的中温中压蒸汽。经热量回收后的焙烧炉气采用常规方法循环吸收，制备磷酸。也可以使用专利号为98112155.1的发明专利所提供的方法来制备磷酸。
(4)稀土提取：经高炉冶炼后的高炉渣已将原矿石中的磷分出，并且经过高炉冶炼，同时也破坏了矿石原有的胶质体结构，解决了过去经物理粉碎难以用浮选工艺富集的难题，因为大多数稀土元素的还原氧化温度均在2600℃～3400℃之间，所以，稀土元素都留在高炉冶炼后的高炉渣内，将高炉渣按常规方法提取稀土即可。
Claims (3)
1.一种从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法，其特征在于：将磷和稀土共生的矿石按照用高炉制取磷酸时的配比进行配料，经高炉冶炼，高炉气中的磷用于制备磷酸，高炉渣即为稀土生产原料。
2.按照权利要求1所述从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法，其特征在于：所述高炉冶炼氧化区的温度不超过2400℃。
3.按照权利要求1或2所述从磷和稀土共生的磷矿石中获取稀土生产原料的方法，其特征在于：按照重量份计算，所述高炉制取磷酸时的配比为焦或煤∶磷矿∶石灰石∶硅石＝1∶0.8～1.5∶0.05～0.25∶0.15～0.5。
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