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1、稀土冶金学 第三章 稀土矿物的浸出分解 课题：稀土的酸法浸出和碱法浸出 提问： 1. 什么是浸出过程？ 2. 浸出方法有哪些？ 一、概述 概念用某种试剂使稀土矿物精矿或氧化物分解，并使被浸组分转入水溶 液的过程称为浸出 效率衡量指标标被浸组分的浸出率、浸出过程的选择性、试剂耗量等 浸出剂剂无机酸碱盐 硫酸、盐酸、氢氟 酸 苛性钠、碳酸钠 硫酸铵、氯化铵、氯化 钠 浸出方法搅拌浸出法渗滤浸出法 稀土矿物精矿、混合稀土氧化物及稀土 中间产物的浸出 离子吸附型稀土矿的浸 出 浸出后矿浆需经固液分离、洗涤等作业 ，才能获得后续处理的澄清稀土浸出液 可得澄清的稀土浸出液 二、稀土酸法浸出 盐酸主要用于分
2、解褐帘石、硅铍钇矿等硅酸盐矿物；硫酸用于分解独居 石、磷钇矿等磷酸盐矿物和氟碳铈矿等氟碳酸盐矿物及含钛矿物；氢氟 酸用于分解铌钽酸盐矿物。 （一）浓硫酸焙烧-水浸法 稀土原料与浓硫酸混合加热至一定温度，稀土和钍转变为可溶性硫酸 盐。 浓硫酸焙烧时影响精矿分解率的主要因素：酸矿比、精矿品位、投料 量、焙烧温度、窑内停留时间及窑尾负压等 工艺条件 精矿品位 （RExOy含 量） 酸矿比 硫酸与RExOy之 比 焙烧温度窑内停留时 间 窑尾负压 20% 35%1.5 1.7250 300 3h30 50Pa 此条件下效果：精矿矿分解率95% 97% 二、稀土酸法浸出 （一）浓硫酸焙烧-水浸法 焙烧矿
3、用冷水浸出，实为稀硫酸浸出 工艺条件 浸出液固比温度水浸液中RExOy含 量 浸渣稀土含量浸出时间 7 8）：130 40 30 35g/L1% 2%2 3h 结束后加聚丙烯酰胺，澄清4 6h，吸去上清液，浸渣逆洗后排放 此条件下水浸焙烧矿，稀土浸出率为96% 98% 二、稀土酸法浸出 （一）浓硫酸焙烧-水浸法 浓硫酸低温焙烧低品位混合精矿整个工艺流程的稀土回收率约80% 。 缺点：流程冗长，固-液转换多，试剂和能量消耗大，稀土损失较 大。 处理范围：可处理氟碳铈矿精矿、独居石精矿、磷钇矿精矿、易 解石精矿、含钨磷钇矿精矿，硅酸盐稀土矿及低品位稀土氧化物 等稀土原料。 二、稀土酸法浸出 （二）
4、氧化焙烧-稀硫酸浸出法 氧化焙烧时，氟碳铈矿分解放出CO2，Ce3+被氧化为Ce4+。 碱转化盐酸溶解 稀硫酸浸出 氧化焙烧 氟碳铈矿焙烧矿 非铈稀土的 硫酸钠复盐 RE(OH)3 氧化铈产品 500，1h 过滤 过 滤 滤液 硫酸钠 母液 Ce4+ 富镧 稀土 氯化 物产 品 氯化稀 土溶液 除杂 结晶 浓缩 还原剂硫酸铈复 盐沉淀Ce3+ 过滤碱转化 Ce(OH)3 过滤 滤饼 盐酸溶解 除杂 过滤 滤液 草酸沉淀铈 干燥过滤灼烧 二、稀土酸法浸出 盐酸浸出 碱转化 过滤、水洗后，用盐酸浸出液中的过量盐酸溶解RE(OH)3，获得稀土 氯化物溶液，溶液pH值约3左右。除杂后浓缩结晶得混合稀土
5、氯化 物。 适用范围：可用于分解氟碳铈矿精矿 缺点：浓盐酸浸出温度高、时间长、酸雾大，劳动条件差，设备易 腐蚀、应从废气中回收盐酸。 （三）盐酸浸出-碱转化-盐酸浸出法 二、稀土酸法浸出 将硅铍钇矿精矿研磨至小于100目，加入热浓盐酸中，反应为 酸矿比约2.6（重量比）。反应完后，加热使大部分过量盐酸蒸发， 用水浸出氯化稀土。过滤除去残渣，滤液用草酸沉淀法回收稀土。 使稀土与费稀土杂质分离。 （四）浓盐酸浸出法 二、稀土酸法浸出 磷灰石可用硝酸、盐酸或硫酸分解。在60条件下，磷灰石易溶于 50% 60%的硝酸中，反应式为： 过滤后的滤液可用萃取法或结晶法处理。为有利于稀土萃取，滤液 先脱氟：
6、萃取法处理是过滤后用氨中和滤液，使pH=0.2，经4 5级萃取，8 10级和8级反萃后，用氨沉淀反萃液中的稀土，稀土富集物中RExOy 含量为50% 80%。 （五）硝酸浸出法 二、稀土酸法浸出 褐钇铌矿的有价组分为铌（钽）（约30%(Ta、Nd)2O5）和稀土元素 （约30%RExOy）。 （五）硝酸浸出法 水洗 TBP萃取 硝酸溶解钡盐除镭 草酸沉淀干燥过滤 苛性钠转化 氢氟酸浸出 褐钇铌矿浸渣 滤饼滤液 萃余液稀土氧化物 固液分离 过滤 灼烧 过滤 三、稀土碱法浸出 用于处理RExOy含量为20% 30%的氟碳铈矿和独居石混合精矿 （一）苏打焙烧-稀硫酸浸出法 60-70 P204-TB
7、P萃取 稀硫酸浸出 硫酸钠 硫酸复 盐沉淀 碱转化 球磨 苏打焙烧 混合精矿焙烧矿 滤饼 浸出液 稀土氯化产品 水洗 盐酸优溶 600 700 过滤 稀酸洗 过滤 三、稀土碱法浸出 1. 常压碱液浸出法 工业上常用常压碱液浸出法分解独居石 苛性钠溶液浸出后，先用热水稀释，并在70条件下保温陈化， 以利于氢氧化物的凝聚和沉降。 陈化中止后，用倾析法将上层清液排出，再以热水充分洗涤底流 ，可用错流洗涤或逆流洗涤的方法进行水洗。水洗后的氢氧化物 中碱和磷的含量低，不必过滤，可直接送去酸溶。 （二）苛性钠溶液浸出 三、稀土碱法浸出 2. 浓苛性钠溶液电加热浸出法 混合精矿中氟碳铈矿与独居石中的RExO
8、y的比例为6:4，为降低苛 性钠用量，混合精矿先用盐酸浸出氟碳铈矿中的碳酸稀土。 分解作业在电加热反应槽中进行，通电40min可完成分解。碱滤 饼水洗后用开始的盐酸浸出液中过量酸溶解，稀土、钍、铁进入 溶液，溶液最终pH值为0.5 1.0，用氨水中和后过滤可得氯化稀 土溶液和铁钍渣。 与常压苛性钠溶液分解法相比：碱耗量低、分解速度高、分解时 间短、能耗低，但Ce3+易氧化为Ce4+，致使盐酸优溶碱滤饼所得氯 化稀土溶液中的CeO2：RExOy比值下降。 （二）苛性钠溶液浸出 三、稀土碱法浸出 3. 浓苛性钠溶液热压浸出法 苛性钠溶液热压分解含钨磷钇矿精矿时，精矿磨至95%-325目，常 压下，
9、50%苛性钠溶液在液固比为2.5:1，温度为140条件下浸出 5h，分解率仅60%。 若用50%苛性钠溶液，在液固比为2.5:1，温度为250，釜内压力 为2MPa的条件下浸出5h，分解率可达95%。 （二）苛性钠溶液浸出 三、稀土碱法浸出 3. 浓苛性钠液热压浸出法 酸溶解滤饼中的稀土、钍、铀，使其与铌、钽分离。滤液中的 稀土可用相应的方法回收。 此法除可用于处理稀土矿物精矿外，还可用于处理低品位稀土 氧化物，以除去非稀土杂质，提高混合稀土氧化物的质量。 该工艺劳动强度较大。 （三）苛性钠熔融法 水浸 过量苛性钠搅拌均匀 矿物原料熔融物滤饼 过滤 700左右熔融 酸溶解 本节小结 1. 浸出过程的定义，衡量浸出过程效率的指标； 2. 常用的浸出剂，以及浸出的方法； 3. 稀土酸法浸出的技术条件和工艺过程； 4. 稀土碱法浸出的技术条件和工艺过程。