稀土精矿分解.pptVIP

2 稀土精矿分解 2.1 概述 2.2 浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿 2.3 NaOH溶液常压分解独居石精矿 2.4 NaOH分解混合型精矿 2.5 稀土精矿的焙烧分解－酸浸法及提铈方法 2.6 从离子吸附型稀土矿提取稀土 2.7 其它稀土矿物的处理 2.1.1 稀土精矿 稀土精矿：经过矿石开采和选别以后富集了稀土矿物的有价产品。 稀土精矿的质量标准。 氟碳铈矿－独居石混合精矿 氟碳铈矿精矿 独居石精矿 离子吸附型稀土矿 2.1.2 稀土精矿分解方法 稀土精矿分解的目的：使矿物中的主要成分转化为易溶于水或酸的稀土化合物，有时还进行某些稀土元素的分离或分组。 稀土精矿的分解方法： 氧化焙烧法－碳酸盐类稀土。 强酸或强碱分解法－磷酸盐类稀土。 烧碱法－混合型稀土。 稀土元素分解率：稀土组分从精矿转入分解产物的量占原料中该稀土组分总量的百分比。 稀土元素的回收率：稀土组分从精矿、浸出液、化合物等原料转入下一工序产品中的量占原料中该稀土组分总量的百分比，计算方法与 分解率相似。 2.1.3 稀土精矿的化学成分和矿物成分 碳酸盐及氟碳酸盐，如，氟碳铈矿、碳锶铈矿等； 磷酸盐，如，独居石、磷钇矿等； 氧化物，如，褐钇铌矿、黑稀金矿、易解石等； 硅酸盐，如，硅铍钇矿、褐帘石、硅钛铈矿等； 氟化物，如，钇萤石、氟铈矿等。 按矿物中稀土的配分不同可分为两大类： a.完全配分型。 在这类矿物中，铈组稀土元素和钇组稀土元 素含量相差不明显。属于此类矿物的有铈磷灰石、 钇萤石等。 b.选择配分型。 1）富铈组矿物。在这类矿物中，铈组稀土 大大超过钇组稀土的含量。如氟碳铈矿、独居石、 易解石等。 2）富钇组矿物。 在这类矿物中，钇组稀土含量明显高于铈组稀土含量，如磷钇矿、褐钇铌矿等。 应当指出，不论属于何种选择配分型稀土矿，在该矿物中往往也只是一、二种稀土元素特别富集。如氟碳铈矿中铈富集，而磷钇矿中镱、钇富集，易解石中铈、钕富集，褐钇铌矿中镝、钇富集等。同时，稀土矿物的配分并非固定不变的，而是随着成矿条件而变化。尤其以独居石最明显。如我国的铌一稀土一铁矿床，产于钠闪石和钠辉石型矿石中的独居石，便比其它类型矿石中的独居石贫镧而更富含钕、铕。 表2-4~表2－6列举了各稀土精矿主要化学成分。（P27） 补充，下表为：世界主要稀土矿种稀土典型配分数据。 附表 世界各主要稀土矿种稀土典型配分数据（REO，%） 2.2 浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿 稀土的开发利用主要包括：采矿、选矿、冶炼分离、稀土产品、稀土下游应用。 浓硫酸焙烧就是将稀土精矿与浓硫酸按一定比例混合、搅拌后送入回转窑进行焙烧。 按照处理的精矿品位、焙烧温度和浸出后稀土提取方法的不同，分为： 低温焙烧、高温焙烧、高温强化焙烧等工艺方法。 现在采用的是浓硫酸低温焙烧工艺，更加环保高效。 北京有色金属研究总院从20世纪70年代开始研究开发的浓硫酸焙烧法现已成为冶炼处理包头稀土精矿的主导工业生产技术,并得到广泛应用。目前,90%的包头稀土精矿均采用硫酸法处理。该流程自20世纪80年代投入使用以来,为我国北方矿稀土产业的发展做出了重要贡献。 第一代硫酸法:浓硫酸低温焙烧－水浸－复盐沉淀－碱转型－水洗－盐酸优溶－混合氯化稀土； 第二代硫酸法:浓硫酸高温焙烧－水浸－石灰中和除杂－环烷酸萃取转型－混合氯化稀土； 第三代硫酸法:浓硫酸高温焙烧－水浸－氧化镁中和除杂－P204萃取分离转型－混合氯化稀土或碳铵沉淀转型－混合碳酸稀土。 第三代硫酸法工艺流程见附图。 附图中流程A与流程B比较: P204萃取分离转型：P204不用皂化,萃取过程不产生氨氮废水,酸碱及有机相消耗低,工艺简单连续,稀土收高,产品质量好。但硫酸体系稀土浓度低,设备和有机相投资较大。另外,P204对中重稀土反萃困难,反萃液余酸高,酸耗较高。 碳铵沉淀转型：投资较小。但与流程A比,要消耗大量碳铵和氯化钡(除SO42-)，运行成本较高,并产生大量氨氮废水(40m3·t-1精矿,氨氮含量5～10g·L-1),难以回收,对水资源造成严重污染。 优点:为工艺连续易控制,易于大规模生产,对精矿品位要求不高,运行成本较低,用氧化镁中和除杂使渣量减少,稀土回收率提高。 缺点:钍以焦磷酸盐形态进入渣中(按年冶炼包头稀土精矿10万吨计,渣率为50%,则产生放射性渣5万吨/年,总放比活度2.1×105Bg·kg-1,超标1.8倍),造成放射性污染,而且无法回收,造成钍资源浪费;含氟和硫的废气回收难度大,目前用碱或水喷淋吸收,产生大量含酸废水(40m3·t-1精矿),一般采用石灰中和,产生大量含氟废渣。 浓硫酸焙烧法的比较 浓硫酸高温焙烧分解混合型稀土精矿的热力学和动力学分析的研