一种低成本富集高品位混合稀土精矿的方法

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一种低成本富集高品位混合稀土精矿的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种低成本富集高品位混合稀土精矿的方法，属于选矿领域。\n背景技术\n[0002] 白云鄂博矿是以铁、稀土、铌为主的多金属共生大型矿床，其中，稀土矿是由氟碳铈矿和独居石组成的混合型稀土矿，一般认为白云鄂博稀土矿是世界上最难选、冶的稀土矿。目前，白云鄂博稀土精矿的主要来源为选铁后的尾矿经“浮选+扫选”形成的稀土精矿，精矿稀土品位一般在50-60at％。其中，50at％稀土品位的精矿主要用浓硫酸高温焙烧分解工艺处理，一吨精矿产出约0.4吨混合酸性气体(SO2、SO3、HF、SiF4和H2SO4酸雾)、1.0-1.1吨\n3\n放射性废渣(湿渣)以及35m硫酸盐废水。由于矿物品位较低，杂质矿物含量高的影响，导致酸法工业“三废”成分复杂，处理难度大和处理成本高等问题。60at％稀土品位的精矿主要用浓碱液分解工艺处理，精矿首先采用“盐酸+元明粉”在微沸状态预处理精矿4 6小时。目的是去除钙、铁等杂质，降低稀土损失，最终可以将REO品位提升至65-68at％，处理后的精矿再用液碱加热分解。此方法REO损失率极低。存在的问题是①大量的高醵度除钙废水直接与碱分解废水中和后外排了，余酸没有充分利用。②富集得到的高品位精矿中存在硫酸钠与硫酸稀土复盐，钠离子的存在使得矿物不能采用硫酸分解工艺处理。否则硫酸分解后矿物水浸时，又将形成钠与稀土的复盐沉淀，降低稀土收率；而且，随着水的循环使用，钠还将进一步富集，将进一步降低稀土回收率。③ 微沸处理4-6小时，盐酸挥发损失量大，能耗高，不易实现连续化。\n[0003] 为了得到高品位稀土精矿，李梅等发明了“一种稀土矿提高稀土品位的方法”(专利号： 201110221838.X)，其创新点是将“串级萃取”理念引入浮选技术中，在保证稀土矿物收率的情况下，将混合稀土精矿品位选至65at％，并进行扩大试验得到1500余吨合格精矿产品。该发明得到了65at％品位精矿为后续冶炼分离过程节能、降耗、效率提升创造了可能性，意义重大。但从矿物纯化方法的角度讲，一味的依靠浮选技术纯化矿物，其经济性是否合适有待商榷。事实上，从原矿选至稀土品位40～55at％精矿的过程中，该技术具有成本低，废水循环利用的技术优势。但从40-55at％精矿选别65-70at％精矿的过程中，不但工艺流程长，而且REO资源利用率低，成本陡增，此外，药剂对于微量杂质的选择性将大幅下降甚至消失，一些与稀土矿物形成嵌布状态的杂质矿物根本无法选别，尾矿表面残留大量的药剂经过长期风化变质，导致未利用的稀土矿物资源的浮选难度进一步加大。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是提供一种在较低温度、较短时间、较低起始酸度、较低综合酸耗的条件下，高选择性的去除某些影响后端工序的关键杂质元素，低成本的得到适合于冶炼分离的高品位(REO：67～70at% )混合稀土精矿的低成本富集高品位混合稀土精矿的方法。\n[0005] 本发明的主要思路为：\n[0006] 1.含钙矿物活化技术。先对矿物进行常温化选，常温处理的过程也是将矿物活化的过程。处理后的矿物在第二次化选时，处理温度可由现行的93-95℃降低至60-80℃，处理时间可由300-360min缩短至90-150min，起始酸度可由5-6mol/L降低为2-4mol/L。大幅降低化选能耗与盐酸消耗，可实现连续化生产，改善人员操作环境。\n[0007] 2.化选液循环化选技术。充分利用杂质矿物消耗化选液中的余酸，从而得到元素富集度高、酸度低的化选废水。\n[0008] 3.分级化选技术。用新配置盐酸溶液优先处理一次化选矿，而不直接处理原始稀土精矿。是根据多元酸体系中钙离子的溶解度关系进行的设计，可充分提高化选液中的有效酸耗。\n[0009] 根据上述技术思路，公开的发明技术内容如下：\n[0010] 将浮选得到稀土品位为40～65at％的稀土精矿用低浓度盐酸溶液常温浸出，分离得到一次化选矿和化选废水，用新配置盐酸溶液与一次化选矿加热浸出，洗涤、分离得到化选精矿与二次l级化选液，用二次l级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿与二次2级化选液，如此循环，当二次n级化选液无法使化选精矿中杂质达标时，则二次 n-l级化选液用于常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿和一次l级化选液，用一次l 级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿和一次2级化选液；如此、 、\n循环，当一次n级化选液无法使较低品位稀土精矿中杂质达标时，则n-1级化选液为最终化选废水：所述n为大于等于2的整数，n、为大于等于2的整数。\n[0011] 所述的低浓度盐酸溶液是浓度为1.5-3.0mol/L，起始可以为新的盐酸溶液，后续为二次 n-l级化选液。\n[0012] 所述的常温浸出是温度在10-40℃，浸出时间为20-40min。\n[0013] 新配置盐酸溶液是浓度为2-4mol/L，1吨一次化选矿用1.5_5m3该溶液。\n[0014] 所述的加热浸出是温度为60-80℃，浸出时间为90-150min。\n[0015] 所述的洗涤，洗涤方式为淋洗，洗涤终点控制精矿中氯含量达标，洗涤水与化选液合并。\n[0016] 本发明的优点是：本发明根据化盐酸、氢氟酸、磷酸等多元酸体系化选液中钙离子随酸度、温度变化的溶解度曲线，以及常温预处理对矿物中含钙矿物的活化作用，提出了对混合稀土精矿采用“循环化选”的技术进行富集纯化。在较低温度、较短时间、较低起始酸度、较低综合酸耗的条件下，高选择性的去除某些影响后端工序的关键杂质元素，低成本的得到 适合于冶炼分离的高品位(REO：67～70at％)混合稀土精矿。该操作工艺简单，成本较低。\n附图说明\n[0017] 图1为循环化选工艺流程图。\n具体实施方式\n[0018] 实施例l\n[0019] 将浮选得到稀土品位为48.6at％的稀土精矿(CaO～12.11at％)用1.8mol/L的低浓度盐酸溶液，在30℃常温浸出30min，分离得到一次化选矿(CaO～8.27at％)和化选废水。\n用 3mol/L的新配置盐酸溶液与一次化选矿在75℃下加热浸出120min，1吨一次化选矿用\n4m3新配置溶液。洗涤采用淋洗方式，1吨精矿消耗0.7m3洗水后，精矿中氯含量为0.011at％，洗涤水与化选液合并，得到化选精矿(REO～68.9at％，Ca0～0.82at％)与二次l级化选液。\n用二次l级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿(REO～\n69.3at％，CaO～0.96at％)与二次2级化选液(酸度为1.86mol/L)。用二次2级化选液用于常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～8.43at％)和一次l级化选液。用一次l级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～8.57at％)和一次2级化选液(酸度为1.32mol/L)，即为最终化选废水。\n[0020] 实施例2\n[0021] 将浮选得到稀土品位为60.3at％的稀土精矿(CaO～8.85at％)用2.0mol/L的低浓度盐酸溶液，在22℃常温浸出30min，分离得到一次化选矿(CaO～6.21at％)和化选废水。用\n3mol/L 的新配置盐酸溶液与一次化选矿在70℃下加热浸出150min，1吨一次化选矿用5m3\n3\n新配置溶液。洗涤采用淋洗方式，1吨精矿消耗0.8m洗水后，精矿中氯含量为0.013at％。洗涤水与化选液合并，得到化选精矿(REO～67.3at％，CaO～0.67at％)与二次l级化选液。用二次 l级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿(REO～68.7at％，CaO～ 0.80at％)与二次2级化选液。用二次2级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿(REO～68.0at％，CaO～0.98at％)和二次3级化选液(酸度为\n2.32mol/L)。用二次3级化选液用于常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～\n6.12at％)和一次l级化选液。用一次l级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～ 6.42at％)和一次2级化选液。用一次2级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～6.57at％)和一次2级化选液(酸度为1.55mol/L)，即为最终化选废水。\n[0022] 实施例3\n[0023] 将浮选得到稀土品位为64.7at％的稀土精矿(CaO～5.27at％)用1.5mol/L的低浓度盐酸溶液，在20℃常温浸出40min，分离得到一次化选矿(CaO～3.40at％)和化选废水。用\n2mol/L 的新配量盐酸溶液与一次化选矿在70℃下加热浸出120min，1吨一次化选矿用4m3新配置溶液。洗涤采用淋洗方式，1吨精矿消耗0.5m3洗水后，精矿中氯含量为0.010at％，洗涤水与化选液合并，得到化选精矿(RFO～68.1at％，CaO～0.53at％)与二次1级化选液。用二次 l级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿(REO～68.4at％，CaO～ 0.76at％)与二次2级化选液。用二次2级化选液继续加热浸出新的一次化选矿，洗涤、分离得到化选精矿(REO～68.8at％，CaO～0.92at％)和二次3级化选液(酸度为\n1.78mol/L)。用二次3级化选液用于常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～\n3.47at％)和一次l级化选液。用一次l级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～ 3.54at％)和一次2级化选液。用一次2级化选液继续常温浸出新的稀土精矿，分离得到一次化选矿(CaO～3.68at％)和一次2级化选液(酸度为1.35mol/L)，即为最终化选废水。