CN105624396B - 一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法其特征是:包括以下步骤:(1)以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料,用无机酸对原料酸浸,得到酸浸液与酸浸渣;(2)将酸浸液的pH值调至1.5‑2.5,用草酸沉淀稀土;(3)将酸浸渣在500‑900℃的温度下焙烧2‑6h;(4)将步骤3中的焙烧矿用氢氧化钠溶液浸出,过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液;(5)将步骤(4)得到的滤液的pH值调到8‑9,过滤、干燥,即得纳米氧化硅粉体。其优点是:尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收;采用稀碱液浸出,相较于传统的浓碱液熔融的方法,碱的用量降低了60%,同时碱洗液回用,无废水产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,属于湿法冶金及资源综合回收利用领域。
背景技术
包头白云鄂博矿是我国最大的铁、稀土、铌等多金属混生的矿床,除了含有大量的铁与稀土外,还有大量铌、硅等资源,其中,铌的工业储量占我国铌总储量的95%,居世界第二,而硅的工业储量是铌储量的20倍以上。但由于包钢现有的工艺是以开发利用铁与稀土为主,而铌、硅等资源并没有得到充分的利用,大量的铌、硅以及未选净的稀土资源被堆积在尾矿坝,造成了资源的极大浪费。
专利CN 102181643 A是采用选矿的方法提取稀选尾矿中的稀土;CN 103359744 A是采用碱熔的方法以稀选尾矿为原料,制备白炭黑;CN 103361495 A提供了一种从稀选尾矿中提取铌的方法,这些专利以不同的方式对稀选尾矿中的单一资源进行了回收,工艺各有侧重,无法融合,并难以形成完整的工艺。因此,为了有效利用白云鄂博矿中的稀土、铌、硅资源,发明一种高效、经济的综合回收的方法势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单、零排放、能耗少和成本低的综合回收白云鄂博尾矿中铌、硅、稀土的方法。
本方法以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料,制备了草酸稀土、铌富集物、纳米氧化硅三类产品。
技术解决方案如下:
本发明包括以下步骤:(1)以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料,用无机酸对原料酸浸,浸出原料中的稀土及易溶于酸的杂质(铁、铝、稀土等),得到酸浸液与酸浸渣,其中:无机酸的浓度为:1-6mol/L,矿与酸的质量体积比为1:3-1:9;(2)将酸浸液的pH值调至1.5-2.5,用草酸沉淀稀土;(3)将酸浸渣在500-900℃的温度下焙烧2-6h;(4)将步骤3中的焙烧矿用10~30at%的氢氧化钠溶液在 80-100℃的温度下浸出2-5h,过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液,其中:浸出时矿与碱的质量比为1:0.5~1:1.5;(5)将步骤(4)得到的滤液的pH值调到8-9,过滤、干燥,即得纳米氧化硅粉体。
本发明所述的原料是白云鄂博矿经选铁、稀土得到的尾矿或白云鄂博矿经选铌得到的铌精矿,其中稀土(REO)的含量范围为:2~7 at%,铌(Nb2O5)的含量范围为0.08~5 at%,硅(SiO2)的含量范围为:37~50 at% 。
步骤(1)中所述的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
步骤(2)所述的调节酸浸液pH值所使用的料液最初为氢氧化钠溶液,在循环生产后采用步骤(4)得到的碱洗液。
步骤(2)中草酸与稀土的质量比为:1:1~3:1。
步骤(5)中调节滤液pH值所用的料液为盐酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化铵中的一种或几种。
本发明的有益效果是:1.采用本发明后,尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收。铌富集物中铌的品位达到20%以上,稀土的回收率达到99%,硅的回收率达到90%以上。2.采用稀碱液浸出,相较于传统的浓碱液熔融的方法,碱的用量降低了60%,同时碱洗液回用,无废水产生。 3. 相对于现有工艺或专利,本发明成本低,设备简单,操作场所安全环保。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1.取50g铌精矿,铌的含量为2.38 at%,稀土的含量为3.86 at%,硅的含量为49.2 at%,用360ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h,得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液的pH调至1.5,加入5.8g草酸,制的3.9g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中700℃焙烧3h,冷却取出,得到焙烧矿,将焙烧矿在300ml、25 at%的稀碱液浸出3h,得到富铌的碱饼与碱浸液,碱饼中铌的含量为22 at%;用乙酸乙酯与盐酸缓慢调节碱浸液的pH值,得到粒度为d50为80nm的氧化硅。
实施例2.取50g铌精矿,铌的含量为:5.0 at%,稀土的含量为4.1 at%,硅的含量为35 at%,用360ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h,得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液的pH调至1.5,加入7.5g草酸,制的4.9g草酸稀土;然后将酸浸渣在马弗炉中600℃焙烧3h,冷却取出,得到焙烧矿,将焙烧矿在200ml、25 at%的稀碱液浸出3h,得到富铌的碱饼与碱浸液,碱饼中铌的含量为25 at%;用盐酸缓慢调节碱浸液的pH值,得到d50为150nm的氧化硅。
实施例3.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料,铌的含量为:0.92 at%,稀土的含量为3.2 at%,硅的含量为21 at%,用500ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h,得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液ph值调到2,加入3g草酸,得到3.5g草酸稀土;将酸浸渣马弗炉中800℃焙烧5h,冷却取出,得到焙烧矿,将焙烧矿在300ml、30 at%的稀碱液浸出3h,得到富铌的碱饼与碱浸液,碱饼中铌的含量为20 at%;用乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值,得到粒度为d50为88nm的氧化硅。
实施例4.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料,铌的含量为:0.92 at%,稀土的含量为3.2 at%,硅的含量为21 at%,用300ml、3mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h,得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液ph值调到1.5,加入3g草酸,得到3.4g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中800℃焙烧5h,冷却取出,得到焙烧矿,将焙烧矿在800ml、5at%的稀碱液浸出5h,得到富铌的碱饼与碱浸液,碱饼中铌的含量为12 at%;用氯化铵缓慢调节碱浸液的pH值,得到d50为200nm的氧化硅;由于碱液浓度过低,得到碱饼中铌的品位达不到20%。
实施例5.取30g铌精矿,铌的含量为:2.85 at%,稀土的含量为3.53 at%,硅的含量为45.2 at%,用200ml、4mol/L的盐酸在100℃的温度下浸出3h,得到酸浸渣与酸浸液;将酸浸液ph值调到2,加入3g草酸,得到2.0g草酸稀土;将酸浸渣在马弗炉中900℃焙烧3h,冷却取出,得到焙烧矿;将焙烧矿在360ml、12 at%的稀碱液浸出5h,得到富铌的碱饼与碱浸液,碱饼中铌的含量为21 at%;用乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值,得到d50为85nm的氧化硅。
Claims (5)
1.一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,其特征是:包括以下步骤:(1)以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料,用无机酸对原料酸浸,得到酸浸液与酸浸渣,其中:无机酸的浓度为:1-6mol/L,矿与酸的质量体积比为1:3-1:9;(2)将酸浸液的pH值调至1.5-2.5,用草酸沉淀稀土;(3)将酸浸渣在500-900℃的温度下焙烧2-6h;(4)将步骤(3)中的焙烧矿用10~30at%的氢氧化钠溶液在 80-100℃的温度下浸出2-5h,过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液,其中:浸出时矿与碱的质量比为1:0.5~1:1.5;(5)将步骤(4)得到的滤液的pH值调到8-9,过滤、干燥,即得纳米氧化硅粉体,其中调节滤液pH值所用的料液为盐酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化铵中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,其特征是:所述的原料是白云鄂博矿经选铁、稀土得到的尾矿或白云鄂博矿经选铌得到的铌精矿,其中稀土的含量范围为:2~7 at%,铌的含量范围为0.08~5 at%,硅的含量范围为:37~50 at%。
3.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,其特征是:步骤(1)中所述的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,其特征是:步骤(2)所述的调节酸浸液pH值所使用的料液最初为氢氧化钠溶液,在循环生产后采用步骤(4)得到的碱洗液。
5.根据权利要求1所述的从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法,其特征是:步骤(2)中草酸与稀土的质量比为:1:1~3:1。
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