CN106591607B - 一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：将REO大于60wt%的高品位混合稀土精矿与浓度>60 wt%氢氧化钠溶液进行混合，混合稀土精矿与氢氧化钠的重量比为1：3.5~7.5，混合料浆在150℃~160℃下反应0.2~1小时；反应完成后，在大于60℃温度下进行热过滤，过滤得到的碱饼水洗到中性；洗到中性的碱饼用6~10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH 4~5，得到纯净的氯化稀土溶液。其优点是：本发明采用在高的碱矿比条件下进行高浓度液碱反应，体系流动性好、碱浓度变化小、反应温度高且不易波动、反应时间短，易于实现连续化生产，解决了高品位混合稀土精矿液碱分解工艺的连续化工业生产问题，实现了碱分解工艺的连续化生产。

Description

一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法
技术领域
本发明涉及一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，属于稀土湿法冶金领域。
背景技术
混合稀土精矿占我国冶炼稀土精矿的60%以上。目前工业应用的碱分解混合稀土精矿工艺是：首先用盐酸溶解除钙，然后水洗过量酸，再用液碱分解，然后水洗过量碱和生成的可溶盐，最后盐酸优溶得到氯化稀土溶液。该工艺中 稀土精矿与氢氧化钠的矿碱比一般为1:0.5~1.5，氢氧化钠配置成浓度为50%~60%的溶液，精矿与氢氧化钠溶液混合后料浆粘稠度大，基本不具有流动性，只能在反应釜中进行间歇式操作，工艺操作过程不能够实现连续化，不易实现大规模、自动化的工业生产。由于矿碱比小，分解反应消耗掉部分氢氧化钠后反应体系的沸点降低，容易导致反应体系过热而发生“爆沸”事故，生产操作不易控制，操作岗位具有较大的安全风险。为减少“爆沸”现象实现安全生产，只好降低碱液浓度和反应体系温度，延长反应时间到6~8小时以保证稀土矿物的分解率。反应时间长，能耗高。因此不利于大规模生产和应用。中国专利“碱水热法从稀土精矿分解制备氯化稀土的工艺和设备”（CN1142542A）发明了一种高压下分解稀土矿的工艺，分解反应需要在1.8~2.0Mpa的压力下的反应釜内进行，仍然是间歇式操作。中国专利“一种碱法分解包头稀土精矿的方法”（CN 102251106 A）采用先盐酸分解，然后再用碱分解酸浸出渣的酸碱联合流程，流程长、操作复杂。碱分解工序是间歇式操作。中国专利“一种混合稀土精矿液碱焙烧分解工艺”(ZL2010 1 0145840.9) 发明了一种液碱焙烧分解稀土精矿的工艺，精矿在工业窑炉中150 ～550℃下焙烧分解，实现连续化生产。但稀土矿物分解过程的同时其中的稀土元素铈被氧化成四价，给后续的盐酸溶解带来很大困难，需加入还原剂，工艺流程长，生产成本高。上述所有发明中，稀土精矿与氢氧化钠重量比均小于1:2，液碱浓度在50~70%之间，料浆浓度粘稠不易流动，精矿分解反应过程中液碱浓度随反应进行而逐渐降低，使反应体系的沸点降低，操作过程不易控制。
发明内容
本发明的目的是为了解决高品位稀土精矿液碱分解连续化工业生产的问题，缩短工艺流程并实现稀土、钍、氟和磷等资源的回收，提供一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，本方法是在高的碱矿比条件下进行高浓度液碱反应，体系流动性好，体系碱浓度变化小，反应温度高且不易波动，反应时间短，易于实现连续化生产；本发明可以使碱分解工艺实现连续化工业生产。
为实现本发明的目的，本发明提供的一种高品位混合稀土精矿液碱分解方法包括以下过程：
[1]将REO大于60wt%的高品位混合稀土精矿与浓度>60 wt %氢氧化钠溶液进行混合，混合稀土精矿与氢氧化钠的重量比为1：3.5~7.5，混合料浆在150℃~160℃下反应0.2~1小时；
[2]反应完成后，在大于60℃温度下进行热过滤，过滤得到的碱饼水洗到中性；
[3]洗到中性的碱饼用6~10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH 4~5，得到纯净的氯化稀土溶液。
盐酸溶解后的酸浸出渣进一步提取稀土和钍或水洗后密封堆存。
上述步骤[2]中，过滤得到的母液回到步骤[1]中补充消耗的氢氧化钠和水循环使用；步骤[2]中得到的洗碱液回收氢氧化钠、氟和磷；
上述步骤[1]中，高品位混合稀土精矿与氢氧化钠的混合比例优选为1：4.0~5.5。提高矿碱比可以提高体系流动性，使体系碱浓度变化小，反应温度易于控制，反应时间短。氢氧化钠溶液的浓度为60 wt %~70 wt % ，提高氢氧化钠溶液浓度可以提高体系的分解温度，减少反应时间，获得高的稀土矿物分解率。所述的分解反应可以在反应釜或管道中连续进行，也可以反应釜中间歇进行。
上述步骤[2]中，热过滤温度不低于60℃，优选80℃~110℃。温度过低氢氧化钠易结晶析出，使过滤操作困难，同时液碱浓度降低不利于碱的回收和循环利用，温度过高过滤设备使用寿命降低。所述的热过滤可以在盘式过滤机等过滤装置上连续进行，也可以在板框过滤机等装置上间歇进行。
本发明的优点是：本发明采用在高的碱矿比条件下进行高浓度液碱反应，体系流动性好，体系碱浓度变化小，反应温度高且不易波动，反应时间短，易于实现连续化生产，是一个真正的高效、连续的冶炼工艺。解决了高品位混合稀土精矿液碱分解工艺的连续化工业生产问题，实现了碱分解工艺的连续化生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详细解释本发明所提供的技术方案，但不作为对本发明权利要求保护范围的限制。
实施例1：
取500g氢氧化钠配成65wt%溶液，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%），混合后在反应釜中加热到150℃，保温反应，停止反应后降温到温度110℃，趁热过滤，然后用少量热水淋洗，保证过滤后体系温度大于80℃。滤液补加消耗掉的氢氧化钠和水后循坏使用，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%）进行第二次试验。碱饼水洗至中性，测定稀土矿物分解率，然后用9M的盐酸溶解，控制溶液pH=4~5得到氯化稀土溶液。5次循环试验结果见表1。
。
实施例2：
取400g氢氧化钠配成65wt%溶液，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%），混合后在烧杯中加热到150℃，保温反应，然后停止反应降温到温度110℃，趁热过滤，然后用少量热水淋洗，保证过滤后体系温度大于80℃。滤液补加消耗掉的氢氧化钠和水后循坏使用，加入100g混合稀土矿（REO 65wt%）进行第二次试验。碱饼水洗至中性，测定稀土矿物分解率，然后用10M的盐酸溶解，控制溶液pH=4~5得到氯化稀土溶液。
3次循环试验结果见表2：
循环次数 1 2 3
反应时间（min） 20 30 40
分解率(%) 97.5 98.6 99.3

Claims (5)

1.一种高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：包括以下步骤：
[1]将REO大于60wt%的高品位混合稀土精矿与浓度>60 wt %氢氧化钠溶液进行混合，混合稀土精矿与氢氧化钠的重量比为1：3.5~7.5，混合料浆在150℃~160℃下反应0.2~1小时；
[2]反应完成后，在大于60℃温度下进行热过滤，过滤得到的碱饼水洗到中性；
[3]洗到中性的碱饼用6~10mol/L的盐酸进行溶解，控制pH 4~5，得到纯净的氯化稀土溶液。
2.根据权利要求1所述的高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：步骤[1]中，高品位混合稀土精矿与氢氧化钠混合的的重量比为1：4.0~5.5。
3.根据权利要求1所述的高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：步骤[2]中所述的热过滤温度为80℃~110℃。
4.根据权利要求1所述的高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：步骤[2]中，过滤得到的母液回到步骤[1]中补充消耗的氢氧化钠和水循环使用。
5.根据权利要求1所述的高品位混合稀土精矿的液碱分解方法，其特征是：步骤[2]中得到的洗碱液回收氢氧化钠、氟和磷。
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