CN102337398A

CN102337398A - 稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术

Info

Publication number: CN102337398A
Application number: CN2011102810368A
Authority: CN
Inventors: 张丽清; 赵玲燕; 袁本福
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: CN102337398B

Abstract

稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，为一种从稀土尾矿中提取分离稀土-铁的有机溶剂作用结晶工艺；本发明由三个技术作业组成，这三个技术作业分别是：1.稀土尾矿的硫酸浸出-稀盐酸浸出工艺；2.硫酸浸出液中Fe³⁺还原工艺；3.采用有机溶剂作用结晶硫酸铁工艺。本发明实现了提取分离稀土-铁元素的化工目的；本发明适用于从各种含稀土-铁的矿物以及工业废渣中提取并分离稀土-铁元素，有较强的可行性，产品纯度较高，工艺操作简单、成本低，对实现尾矿的综合利用、减轻环境污染和资源浪费有重要的意义。

Description

稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术

技术领域

本发明涉及一种稀土-铁资源分离提取技术，特别是涉及一种稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术。

背景技术

近年来,随着我国经济的高速发展,钢铁工业对铁矿石的需求量越来越大,我国矿产资源日渐匮乏、枯竭,不得不大量依赖进口,造成了外汇的大量流失。作为弥补,从尾矿等二次资源回收有价元素受到人们的普遍重视。尾矿不但占用大量土地,而且给生态环境造成很大危害。尾矿回收利用,有利于扩大矿产资源利用范围,延长矿山服务年限,缓解矿石进口压力,减轻对环境的污染,可产生巨大的经济效益和环保效益。

包钢选矿厂在生产过程中产生大量浮选稀土尾矿，该尾矿中铁含量较高，过去,国内一些学者和科研单位,对包钢选矿厂浮选稀土尾矿中稀土、铌的回收进行了研究，并取得了一定的成果,但在回收铁矿物方面,相关研究报道还不多见。目前对稀土尾矿中铁资源的综合利用工艺主要有以下几种：

1. 强磁选—浮选

利用铁矿物与其它矿物的磁性差异, 采用强磁选分离铁、铌, 得到铁粗精矿和可作选铌原料的非磁性产品。强磁选—浮选技术成熟可靠, 易于工业实施。该工艺缺点是选铌指标不够理想。反浮—正浮流程是综合回收铌、铁、稀土的较为理想的方案。强磁—强磁—反浮选流程回收铁, 易于在工业上实施。由于稀土浮选尾矿铁含量高, 不需再磨, 也不要进行任何其它特殊处理, 选铁有较大的经济效益和社会效益。工业实施后, 将大大提高我国宝贵的包头白云鄂博资源的综合利用程度。

2. 用微波还原—弱磁选工艺从包钢稀土尾矿回收铁

以微米炭、纳米炭为还原剂,进行了用微波还原—弱磁选工艺回收包钢稀土浮选尾矿中铁。结果表明:在570 ℃下进行微波炭热处理后,尾矿中大部分赤铁矿被还原为磁铁矿,还原率超过85%;用纳米炭作还原剂时,微波加热速度远远快于用微米炭,炭粉用量也远比后者少;在纳米炭质量分数为0.8%、微波还原输入电压为220 V、还原矿球磨5 min、弱磁选磁感应强度为0. 15 T的条件下,包钢稀土浮选尾矿经微波还原和1次弱磁选,可获得品位为63.00%、回收率为54.80%的铁精矿,并使稀土和铌在弱磁选尾矿中富集。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，属于从稀土尾矿中提取并分离铁有机溶剂作用分步结晶法。本发明从稀土尾矿中提取并分离铁的技术，实现了技术上合理、经济上可行、易于实现工业化生产的目的

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，一种从稀土尾矿中提取并分离稀土和铁的有机溶剂作用的结晶工艺，由三个技术作业组成：即稀土尾矿稀硫酸-盐酸浸出工艺；还原剂作用下酸浸液+3价铁还原工艺；有机溶剂作用结晶提取硫酸亚铁工艺，其技术路线是：稀土尾矿经稀硫酸浸出、固液分离后，尾矿中 90%的稀土存在于固相中，酸浸液在还原剂作用下Fe³⁺还原，还原液后在一元醇作用下结晶制备硫酸亚铁，经过滤、冷却结晶及烘干，可得到固态水合FeSO₄晶体以及稀土品位高于尾矿的固相。

所述的稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，其所述的稀土尾矿的酸浸出工艺，在稀土尾矿酸浸出前需研磨，酸浸反应温度在90~100℃之间，硫酸浸出的固相再用稀盐酸浸出。

所述的稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，其所述的结晶分离铁盐，结晶之前液相中的铁为+2价，有机溶剂是甲醇、乙醇的醇类，有机溶剂为循环利用。

本发明的优点与效果是：

1.本发明是从稀土尾矿中提取并分离铁-稀土元素的工艺方法，与现有技术相比，本发明具有加工方法独特，铁和稀土共提取率、生产工艺简单，流程短，设备投资省，原料消耗少，不产生废液的排放，易于工业化生产等特点；

2. 本发明由酸浸-有机溶剂作用结晶法制备稀土精矿和硫酸亚铁，产品硫酸亚铁是制备高附加值铁质产品的原料，具有经济价值高，用途广等特点，稀土精矿可直接用于提取稀土元素。

3. 本工艺不仅适用于稀土尾矿，还可应用于含铁的其他矿物。使含铁量高低不同的各种铁矿真正具备了开采价值。

4. 本发明不但可以提取并分离稀土尾矿中的铁元素，而且还可使稀土尾矿中的的稀土元素富集，并根据产物物理化学性质的不同得以分离，真正的做到了资源的综合利用。

具体实施方式

实例1

包头稀土尾矿Ⅰ的主要成分（%）：TFe：13.46%、REO：7.43%、CaO：20.98%

这是低品位的稀土尾矿，稀土含量较低，铁的含量较高，所以铁的化合物的分离对稀土的富集有重要影响，主要矿石组成有：磁铁矿、假象-半假象赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、白云石、方解石、钠灰石。控制反应的时间，硫酸用量，硫酸浓度，还原剂的用量，实现铁的分离与提取。

制备过程为：稀土尾矿于50℃的烘箱中烘干10h，研磨，使粒度尽量小，可以通过120目/英寸的标准分样筛。准确称取15.00g烘干研磨过的稀土尾矿于塑料烧杯中，加入50mL47%的硫酸，置于90℃恒温水浴中加热搅拌4h，静置，冷却至室温，抽滤。向滤液中加入还原剂，还原三价铁，还原时间为30min，调节溶液的pH值，加入适量的无水乙醇，使硫酸亚铁的结晶率最大。于室温下静置30min，抽滤，滤饼置于65℃的烘箱中烘干30min，便可得到FeSO₄·H₂O，结晶率可以达到80%以上，将滤液蒸馏，回收乙醇，乙醇可以循环利用。

实例2

包头稀土尾矿Ⅱ的主要成分（%）：TFe：18.20%、REO：6.69%、CaO：16.1%

这是低品位的稀土尾矿，稀土含量较低，铁的含量较高，所以铁的化合物的分离对稀土的富集有重要影响。

制备过程为：稀土尾矿于70℃的烘箱中烘干5h，研磨，使粒度尽量小，可以通过120目/英寸的标准分样筛。准确称取15.00g烘干研磨过的稀土尾矿于塑料烧杯中，加入60mL47%的硫酸，置于90℃~100℃恒温水浴中加热搅拌4h，静置，冷却至室温， 90%以上的铁溶解，进入溶液，而稀土仍然在固相中，抽滤，使固液分离。向滤液中加入还原剂，还原三价铁，40℃下还原15min，调节溶液的pH值，加入适量的无水乙醇，使硫酸亚铁的结晶率最大。于室温下冷却静置30min，抽滤，滤饼置于20℃的烘箱中烘干1h，便可得到FeSO₄·4H₂O，结晶率可以达到85%以上，将滤液蒸馏，回收乙醇，乙醇可以循环利用。

Claims

1. 稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，一种从稀土尾矿中提取并分离稀土和铁的有机溶剂作用的结晶工艺，其特征在于，由三个技术作业组成：即稀土尾矿稀硫酸-盐酸浸出工艺；还原剂作用下酸浸液+3价铁还原工艺；有机溶剂作用结晶提取硫酸亚铁工艺，其技术路线是：稀土尾矿经稀硫酸浸出、固液分离后，尾矿中 90%的稀土存在于固相中，酸浸液在还原剂作用下Fe³⁺还原，还原液在一元醇作用下结晶制备硫酸亚铁，经过滤、冷却结晶及烘干，可得到固态水合FeSO₄晶体以及稀土品位高于尾矿的固相。

2. 根据权利要求1所述的稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，其特征在于，所述的稀土尾矿的酸浸出工艺，在稀土尾矿酸浸出前需研磨，酸浸反应温度在90~100℃之间，硫酸浸出的固相再用稀盐酸浸出。

3. 根据权利要求1所述的稀土尾矿稀土-铁资源分离提取技术，其特征在于，所述的结晶分离铁盐，结晶之前液相中的铁为+2价，有机溶剂是甲醇、乙醇的醇类，有机溶剂为循环利用。