CN1405337A - 稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺。将精矿与浓硫酸以重量比1∶1.1－1∶1.7的比例混合后进行焙烧，焙烧温度为150－330℃(最佳温度为180－220℃)；将焙烧矿进行水浸、过滤，得到水浸液和水浸渣，水浸液中稀土的浸出率为95－98％，钍的浸出率为＞95％；水浸渣中：稀土＜3％，钍＜3％，其放射性总比放为≤7.4×10⁴Bq/Kg，且渣量少；将水浸液进行萃取提钍，得到钍产品和稀土产品，稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^－5)。

Description

稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺

一、技术领域：

本发明涉及一种稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺。

二、背景技术：

目前，国内外处理稀土精矿的主要方法是浓硫酸高温焙烧法，此法在近几年得到了广泛的应用。使用此方法虽然能够取得一定的经济效益，但是在浓硫酸高温焙烧过程中产生的“三废”问题很难解决。(1)废渣：在浓硫酸高温焙烧过程中，放射性元素钍主要集中在废渣中，属高放渣，该废渣很难溶解回收，许多厂家只能堆放于渣库中，造成严重的环境污染问题，同时因废渣存放到渣库中的费用为0.25元/公斤，这更加增大稀土厂的负担。(2)废气：在浓硫酸高温焙烧过程中，产生大量的含硫、氟、强酸性废气，该废气中含有氯化氢、二氧化硫、三氧化硫等有害气体，对大气造成严重的污染。(3)废水：在浓硫酸高温焙烧过程中，废水中的非稀土杂质排放后使附近的农田严重盐碱化，严重污染环境。除以上“三废”问题难以解决外，浓硫酸高温焙烧法还存在着能耗大、费用高的问题。由于以上诸多问题没有得到解决，致使一些稀土厂关、停、并、转，成为影响我国北方稀土可持续发展的关键问题。

三、技术内容：

本发明的目的是针对稀土精矿浓硫酸高温焙烧法存在着废渣、废气、废水严重污染环境，且能源消耗大等难以解决的问题，给出一种稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺，利用此工艺可达到(1)使废渣中的钍含量降到国家排放标准，可建坝排放；(2)废气中的排放量大大减少，便于回收处理；(3)废水中有害杂质量降到最低，不造成环境污染。采用低温焙烧工艺，能源消耗费用也大大降低。为稀土厂节省大量开支。本发明的目的还在于：稀土精矿经浓硫酸低温焙烧后，含放射性的焙烧矿经浸出溶解后，采用萃取法将放射性元素钍集中处理，既有利于放射性的防护，又可以变废为宝，将钍制成核工业的重要原料产品。其他非稀土杂质也采用相应的工艺回收制取相应的产品出售。

本发明稀土精矿浓硫酸低温分解工艺，其特征是将稀土精矿与浓硫酸按重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀形成硫酸拌矿，并放入马弗炉中焙烧，其焙烧温度为150-330℃，其最佳焙烧温度为180-220℃，经焙烧后形成焙烧矿；将焙烧矿经水浸出、过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣，将水浸液中的钍采用萃取法提取，分离后得稀土产品。

本发明的效果是：稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺，解决了原高温焙烧工艺不能解决的“三废”问题，具有以下显著的效果：

(1)废渣量减少为原工艺的一半，其钍含量＜3％；放射性总比放≤7.4×10⁴Bq/Kg，达到国家低放渣排放标准，可建坝排放，节省了将废渣存放于渣库中的大笔费用。

(2)在低温焙烧过程中，硫酸不发生分解反应，产生的气量很少，便于用喷淋法回收利用。

(3)在低温焙烧过程中，焙烧矿水浸液，稀土浸出率95-98％，钍浸出率＞95％，水浸液中的钍可用萃取法提取分离，制取钍产品回收利用。同时得到的稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^-5)，不存在污染环境的问题。

四、具体实施方式：

本发明的技术关键在于焙烧矿的制备，即控制稀土精矿与浓硫酸的重量比在1∶1.1-1∶1.7的范围之内，并控制焙烧温度在150-330℃之间；从焙烧矿到制得稀土产品以及钍的萃取分离均沿用现有技术中的成熟工艺，因此本发明中对这部分工艺不进行详细的描述。事实上，按本发明的工艺制得的焙烧矿经水浸出、过滤，所得水浸液中稀土(以REO计)的浸出率为95-98％，钍(以ThO₂计)的浸出率为＞95％，水浸渣量是原高温焙烧工艺所产生渣量的一半，水浸渣中稀土＜3％，ThO₂＜3％，其放射性总比放≤7.4×10⁴Bq/Kg，达到了国家低放渣排放标准。

下面给出本发明的实施例：

实施例1：

(1)将一定量的稀土精矿(REO≥50％)与浓硫酸以重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀，放入焙烧皿中，于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度控制在150℃。2小时后，取出焙烧皿，并将焙烧矿称重。

(2)取一定量的焙烧矿，加水，于一定温度下进行焙烧矿的水溶液浸出实验，然后过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣。

(3)将水浸液和水浸渣分别取样分析，水浸液中：稀土的浸出率为95-98％，钍的浸出率为＞95％；水浸渣中：钍＜3％，其放射性总比放为≤7.4×10⁴Bq/Kg。

(4)将水浸液用萃取剂进行萃取分离钍，经萃取、洗涤、反萃，得到钍产品和稀土产品，稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^-5)。

实施例2：

(1)将一定量的稀土精矿(REO≥40％)与浓硫酸以重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀，放入焙烧皿中，于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度控制在200℃左右。2小时后，取出焙烧皿，并将焙烧矿称重。

(2)取一定量的焙烧矿，加水，于一定温度下进行焙烧矿的水溶液浸出实验，经一段时间的水浸后过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣。

(3)将水浸液和水浸渣分别取样分析，水浸液中：稀土的浸出率为95-98％，钍的浸出率为＞95％；水浸渣中：钍＜3％，其放射性总比放为≤7.4×10⁴Bq/Kg。

(4)将水浸液用萃取剂进行萃取分离钍，经萃取、洗涤、反萃，得到钍产品和稀土产品，稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^-5)。

实施例3：

(1)将一定量的稀土精矿(REO≥50％)与浓硫酸以重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀，放入焙烧皿中，于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度控制在330℃。2小时后，取出焙烧皿，并将焙烧矿称重。

(2)取一定量的焙烧矿，加水，于一定温度下进行焙烧矿的水溶液浸出实验，经一段时间的水浸后过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣。

(3)将水浸液和水浸渣分别取样分析，水浸液中：稀土的浸出率为95-98％，钍的浸出率为＞95％；水浸渣中：钍＜3％，其放射性总比放为≤7.4×10⁴Bq/Kg。

(4)将水浸液用萃取剂进行萃取分离钍，经萃取、洗涤、反萃，得到钍产品和稀土产品，稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^-5)。

实施例4：

(1)将一定量的稀土精矿(REO≥50％)与浓硫酸以重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀，缓慢加入回转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在240-280℃。经过一段时间后，从窑尾流出的既为焙烧矿。

(2)取一定量的焙烧矿，加水，于一定温度下进行焙烧矿的水溶液浸出实验，经一段时间的水浸后过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣。

(3)将水浸液和水浸渣分别取样分析，水浸液中：稀土的浸出率为95-98％，钍的浸出率为＞95％；水浸渣中：钍＜3％，其放射性总比放为≤7.4×10⁴Bq/Kg。

(4)将水浸液用萃取剂进行萃取分离钍，经萃取、洗涤、反萃，得到钍产品和稀土产品，稀土产品中不含放射性(ThO₂/REO≤1×10^-5)。

Claims (2)

1、一种稀土精矿浓硫酸低温焙烧分解工艺，其特征是将稀土精矿与浓硫酸按重量比1∶1.1-1∶1.7的比例混合均匀形成硫酸拌矿，并放入马弗炉中焙烧，其焙烧温度为150-330℃，经焙烧后形成焙烧矿；将焙烧矿经水浸出、过滤，得到焙烧矿的水浸液和水浸渣，将水浸液中的钍采用萃取法提取，分离后得稀土产品。

2、根据权利要求1所述的焙烧分解工艺，其特征是最佳焙烧温度为180-220℃。