[发明专利]一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺

说明书

一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺，包括如下步骤：(1)氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿在0.3‑0.5N盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和Ⅰ号余渣；(2)将Ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入石灰、水及催化剂进行反应，得到Ⅱ号余渣；(3)往反应釜中加入盐酸，使Ⅱ号余渣在0.8‑1N盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和Ⅲ号余渣。(4)Ⅲ号余渣经浮选分离得到萤石和铈富集物。本发明采用石灰替代液碱，使氟转化为萤石，可省去水洗脱氟的步骤，实现无水排放，解决了现有稀土矿冶炼工艺中废水排放量大、氟难以回收的问题，同时，还可实现氟资源综合利用，大大提高氟碳铈矿或混合型稀土矿的综合经济效益。

技术领域

本发明属于稀土湿法冶金领域，具体涉及一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺。

背景技术

湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液中进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。目前，稀土行业氧化焙烧后的氟碳铈矿和混合型稀土矿基本采用盐酸浸取、碱反应、水洗脱F、盐酸浸取工艺来进行冶炼。但该工艺存在的缺点是，采用液碱进行碱反应后，需经过大量水洗脱氟，废水排放量大，氟回收处理难度大。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有氟碳铈矿或混合型稀土矿冶炼过程中因水洗脱氟而造成废水排放量大、氟难以回收的问题，本发明提供一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种稀土冶炼中石灰替代液碱进行碱反应的工艺，步骤如下：

(1)氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿在0.3-0.5N盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和Ⅰ号余渣；

(2)将Ⅰ号余渣转移至反应釜中，加入石灰、水及催化剂进行反应，得到Ⅱ号余渣；

(3)往反应釜中加入盐酸，使Ⅱ号余渣在0.8-1N盐酸体系下反应，得到氯化稀土料液和Ⅲ号余渣。

(4)Ⅲ号余渣经浮选分离得到萤石和铈富集物。

本发明将氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿在使用0.3-0.5N盐酸浸取的过程中，稀土铈直接转化为二氧化铈，其余稀土一部分与氯结合得到氯化稀土料液，剩余部分则生成氟化稀土，不溶于水的氟化稀土与二氧化铈构成Ⅰ号余渣(反应1)，然后使Ⅰ号余渣与石灰、水在催化剂的条件下进行反应，可使氟化稀土转化为氟化钙，同时，生成稀土的氢氧化物沉淀(反应2)，最后再加入盐酸，使稀土的氢氧化物沉淀转化为氯化稀土料液(反应3)，从而得到成分为氟化钙和二氧化铈的Ⅲ号余渣，对Ⅲ号余渣进行浮选分离得到萤石和铈富集物。

反应1：REOF+HCl→REF₃+RECl₃+H₂O+CeO₂

反应2：

反应3：CaF₂+RE(OH)₃+HCl+CeO₂→CaF₂+RECl₃+H₂O+CeO₂

进一步地，所述步骤(1)中，反应时间为2-3小时。氧化焙烧后的氟碳铈矿或者混合型稀土矿与0.3-0.5N盐酸反应2-3小时可保证反应完全，即稀土铈全部转化为二氧化铈，同时，其余稀土也全部转化为氟化稀土，或与氯结合得到氯化稀土料液。

进一步地，所述步骤(2)中，石灰的用量为氟碳铈矿或混合型稀土矿重量的10-15％。石灰含量过低，氟化稀土不能全部转化为氟化钙，导致最后铈富集物含有氟和其它稀土杂质，一方面降低品位，另一方面，其它稀土难以回收利用，造成资源浪费。石灰含量过高，使得Ⅱ号余渣中含有氢氧化钙沉淀，在最后的盐酸浸取后，氯化稀土料液中会引入氯化钙杂质，不利于氯化稀土料液后续冶炼。