CN108754189A - 一种稀土原矿溶解方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低制备成本，提高稀土收率及氯化稀土溶液质量的稀土矿溶解新方法，其步骤：a、将稀土原矿、盐酸和水投入反应釜拌，大部分稀土氧化物与盐酸反应；b、静置后将釜内上部溶液抽离；c、反应釜内加入过量盐酸，反应釜内剩余物与盐酸反应；d、反应釜内加入石灰，铁、铝、少量稀土元素等离子水解得到溶液和沉淀产物；e、静置后过滤，所得滤液与步骤b所得溶液混合得到汇总溶液；沉淀物再加入盐酸溶解，溶液中再加入草酸形成少量稀土草酸盐沉淀，经固液分离所得沉淀经焙烧后的氧化稀土与稀土原矿一起进行步骤a；f、对汇总溶液萃取分离后加入草酸，形成稀土草酸盐沉淀并分离，进行后续的洗涤、固液分离、灼烧得到目标稀土氧化。

Description

一种稀土原矿溶解方法

技术领域

本发明属于稀土分离技术领域，具体地说，是一种用于稀土矿溶解的新方法。

背景技术

稀土生产过程中，一般需要将稀土矿转化为氯化稀土溶液，氯化稀土溶液经过P507等萃取分离成单一稀土元素，单一稀土元素经过沉淀后生成稀土盐，如草酸稀土，碳酸氢氨稀土等， 再对稀土盐进行灼烧得到稀土氧化物。

为了得到氯化稀土水溶液一般有两种方法。一种是采用优先溶解方法（优溶），一种是全部溶解的方法（全溶）。采用优溶因为有部分稀土未能全部溶解（铁、铝等非稀土元素也不会溶解），所以收率较低。采用全溶，在把全部稀土基本溶解的同时，铁、铝等非稀土元素也随之溶解，后续再加入草酸进行沉淀时，草酸用量大，导致生产成本高昂，不利于后续分离产品的 市场竞争。

因此，提高资源利用率（稀土收率）、氯化稀土溶液质量（非稀土杂质要足够低，利于后续分离），同时降低草酸用量，节约成本长期以来困扰于业界，但是在迄今为止公开的专利和非专利文献中均未见诸有可借鉴的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低制备成本，提高稀土收率及氯化稀土溶液质量（非稀土杂质含量低）的稀土矿溶解新方法。

本发明的任务是这样来完成的，

一种提高稀土收率的稀土分离方法，包括下述步骤：

a、制备稀土氯化物溶液：将稀土原矿（稀土氧化物）、盐酸和水投入带有搅拌装置的反应釜中搅拌，使混合稀土氧化物溶解，控制稀土氧化物、盐酸和水的重量比和反应过程中的pH值，使得大部分的稀土氧化物与盐酸反应；

b、固液分离：静置后将反应釜内上部的溶液A从反应釜顶部抽离；溶液A主要是含有稀土离子的稀土氯化物溶液；反应釜内剩余物B主要为未与盐酸反应的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素；

c、向反应釜内加入过量盐酸并搅拌，使得pH达到0.5，剩余物B内的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素与盐酸反应，确保稀土氧化物反应完全，生成溶液C；

d、溶液C投入反应釜内并加入石灰，调节pH达到6-7，使得铁、铝及部分稀土元素等离子水解形成沉淀物，该反应过程得到溶液D和沉淀物E；

e、固液分离。静置后过滤，过滤所得滤液F与（即溶液D）步骤b所得溶液A混合得到稀土氯化物的汇总溶液；过滤所得沉淀物G（即沉淀物E）再加入盐酸溶解，沉淀物G中少量稀土、铁及铝等水解沉淀物与盐酸反应生成H溶液，该H溶液中再加入草酸，形成少量稀土草酸盐沉淀物I，经过固液分离，大量非稀土杂质从母液排出，该少量草酸稀土沉淀物I经高温焙烧后生成的氧化稀土与稀土原矿一起重新进行步骤a；

f、对稀土氯化物的汇总溶液经过浓度和酸度调整后，经过萃取分离得到单一稀土元素或目标稀土富集物溶液后加入草酸，形成稀土草酸盐沉淀，再分离出稀土草酸盐沉淀，进行后续的洗涤、固液分离后、灼烧得到单一稀土氧化物和目标稀土氧化富集物。

作为对上述的稀土原矿溶解方法的进一步改进，步骤a中，混合氧化物、盐酸和水的重量比是1:1-1.9:1-1.2， pH=4-5；所述的水是洗涤板框循环水，所述盐酸的质量百分比浓度为27-31%。

作为对上述的稀土原矿溶解方法的进一步改进，步骤e中，沉淀物、盐酸和纯水的重量比是1: 3-4:3-4，所述的水是自来水，所述盐酸的质量百分比浓度为27-31%。

本发明的有益效果：本发明将优溶和全溶有机地结合，具有全溶的高收率优点，同时采用石灰降低pH值，使得铁、铝等非稀土元素水解沉淀，极大地降低了草酸的用量（草酸的用量仅仅为全溶用量的1/10），同时在优溶时非稀土元素没有形成离子态进入稀土氯化物溶液中，提高了所得氯化稀土溶液的质量。本发明在降低制备成本的同时，提高了稀土收率和氯化稀土溶液质量，具有显著效果。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

提高稀土收率的稀土分离方法，包括下述步骤：

a、制备混合稀土氯化物溶液，将由市售渠道获得的稀土原矿（混合稀土氧化物）、质量百分比浓度为31%的盐酸以及洗涤板框循环水按重量比1∶1.8∶1.2投入带有搅拌装置和加热装置的反应釜中搅拌，pH=4-5，使大部分混合稀土氧化物溶解，得到稀土氯化物溶液；在本步骤中，搅拌装置的搅拌速度控制为50rpm，搅拌时间控制为6h，加热装置的加热温度控制为大于70℃；

b、静置50-60分钟后将反应釜内上部的溶液A从反应釜顶部抽离；溶液A主要是含有稀土离子的稀土氯化物溶液；抽离溶液A后的反应釜内剩余物B主要为未与盐酸反应的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素；

c、向反应釜内加入过量盐酸并搅拌，使得pH达到0.5，剩余物B内的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素与盐酸反应，确保稀土氧化物反应完全，生成溶液C；

d、再向反应釜内加入石灰，调节pH达到6-7，使得铁、铝及少量稀土等离子水解得到溶液D和铁、铝和稀土等水解沉淀物E；

e、静置40-50分钟后过滤，过滤所得滤液F（即溶液D）与步骤b所得溶液A混合得到稀土氯化物的汇总溶液；过滤所得沉淀物G（即沉淀物E）再加入盐酸和水，沉淀物、盐酸和水的重量比是1: 3-4:3-4。所述的水是自来水，所述盐酸的质量百分比浓度为31%。沉淀物G中少量稀土、铁及铝等水解沉淀物与盐酸反应生成H溶液，该H溶液中再加入草酸，形成少量稀土草酸盐沉淀物I，经过固液分离，大量非稀土杂质从母液排出，再过滤分离出该少量稀土草酸盐沉淀，该少量草酸稀土沉淀物I经过高温焙烧生成氧化稀土与稀土原矿一起重新进行步骤a。

f、对稀土氯化物的汇总溶液经过调整浓度和酸度经过萃取分离后得到单一稀土元素或目标稀土富集物溶液，单一稀土元素或目标稀土富集物溶液加入草酸，形成稀土草酸盐沉淀，再分离出稀土草酸盐沉淀，进行后续的洗涤、固液分离后、灼烧得到单一稀土氧化物和目标稀土氧化富集物。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种稀土原矿溶解方法，其特征是：包括下述步骤：

a、制备稀土氯化物溶液：将稀土原矿、盐酸和水投入带有搅拌装置的反应釜中搅拌，使混合稀土氧化物溶解，控制稀土氧化物、盐酸和水的重量比和反应过程中的pH值，使得大部分的稀土氧化物与盐酸反应；

b、静置后将反应釜内上部的溶液从反应釜顶部抽离；溶液主要是含有稀土离子的稀土氯化物溶液；反应釜内剩余物主要为未与盐酸反应的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素；

c、向反应釜内加入过量盐酸并搅拌，使得pH达到0.5，剩余物内的少量稀土氧化物以及铁、铝等非稀土元素与盐酸反应；

d、再向反应釜内加入石灰，调节pH达到6-7，使得铁、铝、少量稀土元素等离子水解得到溶液和铁、铝、稀土水解等沉淀产物；

e、静置后过滤，过滤所得滤液与步骤b所得溶液混合得到稀土氯化物的汇总溶液；过滤所得沉淀物再加入盐酸溶解，沉淀物中少量稀土、铁、铝水解等沉淀产物与盐酸反应得到溶液，

f、溶液中再加入草酸，形成少量稀土草酸盐沉淀，经过固液分离，大量非稀土杂质从母液排出，少量稀土草酸盐沉淀经过高温焙烧后生成的氧化稀土与稀土原矿一起重新进行步骤a；

g、对稀土氯化物的汇总溶液调整浓度和酸度后，经过萃取分离成单一稀土元素或目标稀土富集物溶液，加入草酸，形成稀土草酸盐沉淀，再分离出稀土草酸盐沉淀，进行后续的洗涤、固液分离后、灼烧得到单一稀土氧化物和目标稀土氧化富集物。

2.如权利要求1所述的稀土原矿溶解方法，其特征是：步骤a中，混合氧化物、盐酸和纯水的重量比是1:1.1-1.9:1.5-2，反应时pH=4-5；所述盐酸的质量百分比浓度为27-31%。

3.如权利要求1所述的稀土原矿溶解方法，其特征是：步骤e中，沉淀物、盐酸和水的重量比是1: 3-4:3-4，所述的水是自来水，所述盐酸的质量百分比浓度为27-31%。