CN1043685A - 离子型稀土矿硫酸浸矿液氨沉淀稀土提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了离子型稀土矿一种新的稀土提取工艺,其特征是采用硫酸浸矿液氨沉淀。利用本发明稀土生产成本仅为草酸工艺的四分之一。稀土实收率达90%左右,远远高于其他工艺。氧化稀土产品纯度达92%以上。并且无环境污染,取得了经济效益、社会效益和环境效益的统一。
Description
本发明属于湿法冶金技术领域。
在已有技术中,离子型稀土矿采用硫酸铵、氯化铵或氯化钠为浸矿剂,用草酸或碳酸氢铵沉淀提取稀土的生产工艺。草酸沉淀工艺操作简单,无疑是一种较理想的工艺。但是由于化工原料紧缺、价格猛涨,生产成本日益剧增,严重影响我区稀土工业的发展。另外,使用草酸的结果,使废水中COD(化学耗氧量)指标超过工业“三废”排放标准,造成环境污染。碳铵沉淀工艺成本较低,但产品杂质较多,对后续分离工艺有一定影响。所有上述稀土生产工艺一个共同性的关键问题是稀土实收率低。一般仅有60%左右,不能充分有效地利用自然资源。
本发明的目的是提供离子型稀土矿的一种新提取工艺,从而大大降低稀土生产成本,并且无环境污染,稀土实收率在90%左右,稀土产品纯度在92%以上,以求得到经济效益、社会效益和环境效益三者的统一,使我区稀土工业得到更快地发展,资源优势更快地成为产业优势。
本发明是这样实现的,采用硫酸浸矿、液氨沉淀分离提取工艺,工艺流程如图一。下面着重介绍本工艺与一般工艺不同之处。
1、浸矿工序
用浓度为0.2N的硫酸浸矿,离子交换反应如下:
装矿高度一般为0.8米,视原矿渗透性而增减。原矿与浸矿剂比例为1∶0.6。
加清水洗矿至浸出液PH为4,浸出液中RE2O5含量在0.4g/l以上进入第一沉淀池,低于0.4g/l则返回作浸矿剂使用并且补足酸度为0.2N。矿渣含少量的酸,可加入少量石灰中和至PH值为6~6.5使其固化。
2、沉淀工序
a、“一沉”工序(除杂)
用液氨沉淀,控制PH值为5.0-5.1(对重稀土型原矿)或PH值5.68~5.83(对轻稀土型原矿)。然后澄清过滤。清液、过滤液进入第二沉淀池。滤渣用清水洗至无铵离子反应后,得净水剂副产品。
杂质化学反应式如下:
严格控制上述指定的PH值是一个技术关键。若PH值低于上述指定的值,则杂质分离不完全,将影响产品质量,若PH值高于指定值,则有部分稀土与杂质共沉淀,影响稀土实收率。
在PH值5.1~5.83范围内,Fe能完全沉淀,Al绝大部份沉淀,从而达到杂质分离目的。表1为在不同PH值下母液中各元素的测定结果(以mg/l计)矿样来自寻邬稀土矿轻稀土型,母液用液氨调节至不同PH值后测上清液元素含量。
b、“二沉”工序
加入液氨沉淀剂至PH值8.5~9.5,此时稀土全部沉淀,得到氢氧化稀土。其主要化学反应式为
也可根据稀土冶炼厂家的需要,先调节PH值7.0~7.2沉淀重稀土,然后再调节PH值8.5~9.5进行沉淀轻稀土,得到粗分组的氢氧化稀土,可直接送稀土冶炼厂冶炼。
从表1中可看到在上述PH值时Ca、mg不产生沉淀而达到分离,仅有少量Mn与稀土共沉淀。
沉淀过滤后的废水中含硫酸铵可作化肥使用,也可加入适量硫酸调节PH值为5左右,供硫铵工艺应用。
由上述工艺所得产品,经化学分析(见表2)可知,杂质金属总和含量不超过1%,其中含铝量不超过0.19%,锰不超过0.63%,铁不超过0.23%,钙镁含量均低,RE(OH)3含量在80.36~88.18%其中主要杂质为(NH4)2SO4,经赣加稀土冶炼厂进行分离工艺试验,对工艺无不良影响,证明产品可不灼烧而直接冶炼。
3、灼烧工序
为出口需要,将氢氧化稀土置于电炉内控制温度950℃进行灼烧,得到含量92%以上的氧化稀土。
本发明的优点和积极效果是:
(1)降低了生产成本。目前稀土生产成本主要是原材料的消耗,它与经济效益直接相关。现将硫铵-草酸工艺、硫铵-碳铵工艺与本工艺的主要原材料消耗按市场价进行比较(见下表),可见本工艺成本下降50~75%,经济效益非常可观。
每生产一吨稀土的原材料消耗
(2)提高了稀土实收率。本工艺稀土浸出率一般在95%以上,沉淀率大于95%,故稀土总实收率在90%以上,远高于我区目前采用的其他工艺,有利于资源充分利用。
(3)根据氢氧化稀土沉淀分离PH值的不同,本工艺在生产中既可一次稀土全部沉淀,也可控制PH值按重、轻稀土先后沉淀进行粗分以适应厂家的冶炼要求。
(4)本工艺产品,可以不经灼烧而直接提供冶炼厂家作为原料,从而降低消耗。也可在950℃灼烧成氧化稀土,纯度在92%以上,满足出口需要。
(5)本工艺生产一吨氧化稀土可得副产品“净水剂”约10吨,价值4000元除去原料成本可获利2400元。
(6)本工艺生产过程中的“废水”,主要成份为硫酸铵,并含有植物需要的钙镁等元素,是优质化肥。每生产一吨氧化稀土,废水中约含3.5吨硫酸铵。它也可用作硫铵-草酸工艺的浸矿剂使用,其浸矿效果见下表
指 标 硫 铵 废 水
原矿重量(Kg) 20 20
矿:液 1:0.6 1:0.6
浸矿剂PH值 4.44 4.44
浸出液体积(1) 14.4 14.4
浸出液中稀土(RE2O3)含量g/l 0.783 0.783
浸出液中稀土氧化物总量(g) 11.27 11.27
(7)原材料价廉易得,本工艺所需原材料易得,本地可以解决,可节约大量运输费用。硫酸可采用801厂干燥氯气用过的“废硫酸”,液氨可由区内化肥厂供给。
(8)有利保护环境,保持生态平衡。
实施例1
在浸矿池倒入510公斤稀土原矿(定南县稀土矿原矿,品位0.57‰),装矿体积为0.70M×0.70M×0.80M,将浓度为0.2N的硫酸300升加入浸矿池,待浸矿剂基本渗透完后加入顶水,洗至浸出液的PH值为4.0,将浸出液收集,测定浸出液的RE2O3的含量,低于0.4g/l时补足酸至0.2N,做下次浸矿剂使用,RE2O3含量达0.4g/l以上为浸取母液,共收集母液250升,RE2O3含量为1.02g/l,低浓度的浸出液280升RE2O3含量为0.1g/l,浸出率为97.3%。
将上述浸取母液通入液氨至PH5.0~5.1,澄清后过滤,滤渣送副产品“净水剂”工段,滤液继续通液氨至PH值为7.10~7.26沉淀澄清过滤后得到氢氧化重稀土产品。滤液继续通入液氨至PH8.5沉淀澄清后测定上清液无稀土存在,然后过滤得氢氧化轻稀土产品。滤液送硫铵工艺浸矿。本次得氢氧化重稀土160g,氢氧化轻稀土170g(105℃烘干重)实收率为88.6%(实收率较低是由于低浓度浸出液转入下次浸矿)。产品质量见下表。
产品化学分析结果(按105℃烘干重%计)
分析项目 重稀土 轻稀土
PH5.0-7.0 PH7.0-8.5
RE(OH)3% 81.4 85.5
折算RE2O3% 67.9 71.1
Fe% 0.23 0.038
Al% 0.1 0.025
Mn% 0.067 0.62
Ca% 0.00 0.050
Mg% 0.017 0.062
(NH4)2SO4% 17.0 11.8
实施例2
在浸矿池倒入660公斤稀土原矿,装矿体积为0.73M×0.73M×0.90M。加入含有RE2O30.26g/l浸矿剂200升,再加入新浸矿剂200升,待基本渗透完后,加顶水收集浸出母液300升,RE2O3含量为1.30g/l。低浓度浸出液250升,RE2O3含量为0.11g/l,浸出率97.1%。
将上述浸出母液通入液氨至PH5.0~5.1澄清后过滤。滤渣送副产品工段,滤液继续通入液氨至PH为8.5,沉淀澄清后测定上清液无稀土,过滤烘干得氢氧化稀土527g,实收率91%,产品化学分析结果如下表:
表1 在不同PH值下母液中各元素的测定结果(以mg/计)
表2 氢氧化稀土产品分析结果(105℃烘干重%计)
注:定南县矿样
Claims (5)
1、离子型稀土矿的一种稀土提取工艺,由稀土原矿池浸、沉淀、过滤、灼烧工序组成,其特征是浸矿剂采用硫酸,沉淀剂采用液氨。
2、根据权利要求1所述的工艺,其特征是硫酸浸矿剂浓度为0.1~0.2N,浸矿固液比为1∶0.6。
3、根据权利要求2所述的工艺,其特征是稀土浸取液通入液氨后,控制PH值为5.0-5.1(对重稀土型原矿)或PH值5.68~5.83(对轻稀土型原矿)进行“一沉”以除去铁、铝等金属杂质。
4、根据权利要求3所述的工艺,其特征是通过“一沉”过滤后的滤液加液氨控制PH值为8.5~9.5将稀土全部沉淀分离,或根据需要先调节PH值7.0~7.2沉淀重稀土,然后再调节PH值8.5~9.5沉淀轻稀土以得到粗分组氢氧化稀土产品。
5、根据权利要求4所述的工艺,其特征是沉淀后得到的氢氧化稀土置于电炉内灼烧,灼烧温度为950℃,得到氧化稀土。
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CN88105843A CN1043685A (zh) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | 离子型稀土矿硫酸浸矿液氨沉淀稀土提取工艺 |
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-
1988
- 1988-12-24 CN CN88105843A patent/CN1043685A/zh active Pending
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