一种稀有金属矿综合回收的方法

1.一种稀有金属矿综合回收的方法，其特征是由以下步骤组成：
(1)原矿磨矿至-0.074mm含量占70％以上，添加20～55％的氯化钠混匀、造球，球团干燥后，按1/1～1/2的质量比与烟煤混匀，在850～1100℃下加热60min～180min；球团磨矿至-0.074mm含量占80％以上，在500～2000mT的磁场强度下磁选，得到还原铁粉和磁选尾矿；
(2)按1/1～2/1的酸矿质量比添加浓硫酸至步骤1得到的磁选尾矿中，在150～
450℃下酸化60～180min，再按2/1～6/1的液固比加水在20～100℃一次浸出30～
240min，固液分离后得到一次浸出液和一次浸出渣；
(3)将步骤2得到的一次浸出渣按1/1～10/1的液固比加水，浸出30～180min，固液分离后得到二次浸出液和二次浸出渣，二次浸出渣堆存处理；
(4)混合步骤2、步骤3得到一次浸出液和二次浸出液，按2/1～3/1的浓缩比进行浓缩，计算溶液中稀土总量，按稀土理论用量的1～1.5倍添加硫酸钠至浓缩液中，在80～
100℃反应60～90min，固液分离得到稀土硫酸复盐和富铌钽溶液；
(5)添加质量浓度20～30％的碳酸钠溶液至步骤4得到的稀土硫酸复盐中，反应60～
90min，得到稀土碳酸盐，在750～900℃煅烧30～60min，获得稀土氧化物；
(6)添加氨水调节步骤4得到的富铌钽溶液pH值至8.5，搅拌30～60min后固液分离，得到铌钽沉淀，在800～950℃煅烧沉淀120～210min得到钽铌富集物。

一种稀有金属矿综合回收的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种从稀有金属矿中综合回收稀土、铌、钽和铁的方法。\n背景技术\n[0002] 铁是支撑国民经济发展的第一大金属，稀土、铌、钽是信息、生物、能源、航空航天、超导材料、军工等高技术领域和国防建设的重要基础材料，它们均是涉及到国家安全的重要战略资源。随着工业化进程的加快，资源的消耗越来越大，低品位、难处理的复杂共伴生金属资源的开发利用迫切提上研究日程。加拿大、澳大利亚和我国内蒙、云南、新疆、山西等地均蕴藏丰富的多金属共生稀有金属矿，这类资源中常伴生了稀土、铌、钽、钛等多种稀有金属元素，同时有价元素含量低，矿物嵌布粒度细、包裹交生关系复杂、单体解离困难，难以有效实现资源的综合利用。某地一种稀有金属矿含有稀土、铌、钽等多种稀有金属元素。据初步分析，原矿中稀土含量(REO)2.5～3.0％，铌含量(Nb2O5)1.7～2.2％，钽含量(Ta2O5)0.06～0.09％，同时矿石中含有丰富的磷、铁资源，磷含量(P2O5)约为11～12％，铁含量25％左右，具有巨大的经济利用价值。工艺矿物学研究表明该矿石具有强烈的风化蚀变特征，矿石中存在大量风化蚀变产物泥化纤磷钙铝石和胶状褐铁矿，两者包裹了大部分稀土、铌、钽等稀有金属矿物，且嵌布粒度极细，是一种典型的多金属共生复杂稀有金属矿。\n由于原矿性质复杂，采用物理选矿法处理该矿，分选效果很差，均未能得到稀土、铌、钽的单独精矿或混合精矿，至今尚无经济、有效的手段实现这类资源的开发利用。\n发明内容\n[0003] 本发明针对上述稀有金属矿中稀土、铌、钽难以通过物理选矿方法分离和富集的现状，提出一种实现稀有金属矿中综合回收稀土、铌、钽的方法。\n[0004] 本发明的技术方案由以下步骤组成：\n[0005] (1)原矿磨矿至-0.074mm含量占70％以上，添加20～55％的氯化钠混匀、造球，球团干燥后，按1/1～1/2的质量比与烟煤混匀，在850～1100℃下加热60min～180min；\n球团磨矿至-0.074mm含量占80％以上，在500～2000mT的磁场强度下磁选，得到还原铁粉和磁选尾矿；\n[0006] (2)按1/1～2/1的酸矿质量比添加浓硫酸至步骤1得到的磁选尾矿中，在150～\n450℃下酸化60～180min，再按2/1～6/1的液固比加水在20～100℃一次浸出30～\n240min，固液分离后得到一次浸出液和一次浸出渣；\n[0007] (3)将步骤2得到的一次浸出渣按1/1～10/1的液固比加水，浸出30～180min，固液分离后得到二次浸出液和二次浸出渣，二次浸出渣堆存处理；\n[0008] (4)混合步骤2、步骤3得到一次浸出液和二次浸出液，按2/1～3/1的浓缩比进行浓缩，计算溶液中稀土总量，按稀土理论用量的1～1.5倍添加硫酸钠至浓缩液中，在80～\n100℃反应60～90min，固液分离得到稀土硫酸复盐和富铌钽溶液；\n[0009] (5)添加质量浓度20～30％的碳酸钠溶液至步骤4得到的稀土硫酸复盐中，反应\n60～90min，得到稀土碳酸盐，在750～900℃煅烧30～60min，获得稀土氧化物；\n[0010] (6)添加氨水调节步骤4得到的富铌钽溶液pH值至8.5，搅拌30～60min后固液分离，得到铌钽沉淀，在800～950℃煅烧沉淀120～210min得到钽铌富集物。\n[0011] 本发明可实现从低品位多金属共生的复杂稀有金属矿中，特别是稀土、铌、钽与铁矿物及脉石矿物包裹交生、嵌布关系复杂的稀有金属矿中直接回收具有商业价值的稀土氧化物、铌钽富集物和可用于电炉炼钢的还原铁粉。稀土氧化物含量达到92％以上，稀土总回收率大于72％；铌钽富集物Nb2O5+Ta2O5含量大于32％，铌总回收率大于75％，钽总回收率大于66％；还原铁粉品位大于90％，铁的回收率大于90％，充分实现复杂稀有金属矿中各种有价元素的综合回收，为难处理复杂稀有金属资源的综合利用提供了可行的技术路线，具有广阔的应用前景。\n附图说明\n[0012] 图1是本发明的技术方案流程图。\n具体实施方式\n[0013] 实施例1：REO含量2.65％，Nb2O5含量1.83％，Ta2O5含量0.071％，铁品位23.74％的原矿磨矿至-0.074mm含量占75％，添加20％的氯化钠混匀、造球，球团干燥后按1/1的质量比与烟煤混匀，在1100℃下加热60min；球团磨矿至-0.074mm含量占82％，在550mT的磁场强度下磁选，得到还原铁粉和磁选尾矿，还原铁粉TFe为90.43％，铁的回收率为\n90.85％。按1/1的酸矿质量比添加浓硫酸至磁选尾矿中，在450℃下酸化60min，再按2/1的液固比加水在20℃浸出240min，固液分离后得到一次浸出液和一次浸出渣。一次浸出渣按2/1的液固比加水浸出150min，固液分离后得到二次浸出液和二次浸出渣，二次浸出渣堆存处理。混合一次浸出液和二次浸出液，浓缩至1/2体积，计算溶液中稀土总量，再按稀土理论用量的1.0倍添加硫酸钠至浓缩液中，在80℃反应90min，固液分离得到稀土硫酸复盐和富铌钽溶液。添加质量浓度25％的碳酸钠溶液至稀土硫酸复盐中，在常温下反应\n60min，得到稀土碳酸盐，在750℃煅烧60min，获得REO含量92.34％的稀土氧化物，稀土回收率73.52％。添加氨水调节富铌钽溶液pH值至8.5，搅拌60min后固液分离，得到铌钽沉淀，在800℃煅烧沉淀210min，得到Nb2O5+Ta2O5含量32.75％的钽铌富集物，铌的总回收率为75.21％，钽的总回收率为66.49％。\n[0014] 实施例2：REO含量2.65％，Nb2O5含量1.83％，Ta2O5含量0.071％，铁品位23.74％的原矿磨矿至-0.074mm含量占80％，添加40％的氯化钠混匀、造球，球团干燥后按1/1.5的质量比与烟煤混匀，在1050℃下加热120min；球团磨矿至-0.074mm含量占85％，在\n900mT的磁场强度下磁选，得到还原铁粉和磁选尾矿，还原铁粉TFe为91.02％，铁的回收率为91.45％。按1.5/1的酸矿质量比添加浓硫酸至磁选尾矿中，在300℃下酸化120min，再按4/1的液固比加水在50℃浸出120min，固液分离后得到一次浸出液和一次浸出渣。一次浸出渣按6/1的液固比加水浸出90min，固液分离后得到二次浸出液和二次浸出渣，二次浸出渣堆存处理。混合一次浸出液和二次浸出液，浓缩至1/3体积，计算溶液中稀土总量，再按稀土理论用量的1.2倍添加硫酸钠至浓缩液中，在90℃反应80min，固液分离得到稀土硫酸复盐和富铌钽溶液。添加质量浓度20％的碳酸钠溶液至稀土硫酸复盐中反应70min，得到稀土碳酸盐，在850℃煅烧40min，获得REO含量92.06％的稀土氧化物，稀土回收率\n72.84％。添加氨水调节富铌钽溶液pH值至8.5，搅拌45min后固液分离，得到铌钽沉淀，在900℃煅烧沉淀150min，得到Nb2O5+Ta2O5含量33.15％的钽铌富集物，铌的总回收率为\n75.66％，钽的总回收率为66.23％。\n[0015] 实施例3：REO含量2.65％，Nb2O5含量1.83％，Ta2O5含量0.071％，铁品位23.74％的原矿磨矿至-0.074mm含量占86％，添加50％的氯化钠混匀、造球，球团干燥后按1/2的质量比与烟煤混匀，在850℃下加热180min；球团磨矿至-0.074mm含量占87％，在1200mT的磁场强度下磁选，得到还原铁粉和磁选尾矿，磁选尾矿TFe为90.33％，铁的回收率为\n91.67％。按2/1的酸矿质量比添加浓硫酸至磁选尾矿中，在150℃下酸化180min，再按\n6/1的液固比加水在90℃浸出30min，固液分离后得到一次浸出液和一次浸出渣。一次浸出渣按10/1的液固比加水浸出30min，固液分离后得到二次浸出液和二次浸出渣，二次浸出渣堆存处理。混合一次浸出液和二次浸出液，浓缩至1/2体积，计算溶液中稀土总量，再按稀土理论用量的1.5倍添加硫酸钠至浓缩液中，在100℃反应60min，固液分离得到稀土硫酸复盐和富铌钽溶液。添加质量浓度30％的碳酸钠溶液至稀土硫酸复盐中反应90min，得到稀土碳酸盐，在900℃煅烧30min，获得REO含量93.06％的稀土氧化物，稀土回收率\n73.14％。添加氨水调节富铌钽溶液pH值至8.5，搅拌30min后固液分离，得到铌钽沉淀，在950℃煅烧沉淀120min，得到Nb2O5+Ta2O5含量32.65％的钽铌富集物，铌的总回收率为\n75.44％，钽的总回收率为66.21％。