[发明专利]一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法

权利要求书

1、一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于，该工艺包括化学选矿、还原焙烧、固态活化、逆流洗涤、微酸水洗、盐酸全溶、中和除杂、浓缩结晶和苛化回收，具体工艺方法如下：

(1)化学选矿

针对混合型稀土精矿——氟碳铈矿物与独居石矿物的混合矿，在焙烧前有选择地施行化学选矿：品位≥60％精矿直接配料进行焙烧；品位50-60％的精矿选择本工序，后者具体步骤为：将稀土精矿按固液比1∶4-6加入到酸度2-3mol的稀盐酸化选液中，在液温30-50℃条件下搅拌反应1-1.5小时，使化选矿中CaO含量达到≤2％，进行固液分离，化选矿滤饼待用，滤液再加硫酸反应回收盐酸，所得有硫酸钙渣和回收液，回收液经调配做化选液返用，硫酸钙渣备用。

(2)还原焙烧

化选矿或精矿品位≥60％的稀土精矿与干矿重量的15-35％的Na₂CO₃和干矿重量的4-12％的碳质还原剂，充分混合均匀，装入焙烧钵中并加盖，置于窑炉中，在温度900-1000℃下进行碳还原，焙烧分解精矿，保温焙烧1-3小时，然后冷却至400℃以下卸料；

(3)固态活化

焙烧所得焙砂与其重量的5-15％的NaOH配成50-70％浓碱液使用，充分混合，装入焙烧钵中并加盖置工业炉中，在温度140-180℃下保温活化1-1.5小时；

(4)逆流洗涤

固态活化的焙砂倒入洗涤槽中，加水经4-5级逆流洗涤去除氟磷，控制条件为水温60-70℃，固液比1∶7-8，搅拌时间1-1.5小时，澄清时间0.5-2小时，洗涤终点出水PH值7-9；

(5)微酸水洗

不预化选的≥60％的稀土精矿焙砂进行该工序，具体步骤为：经洗涤的焙砂加入酸洗槽中，在固液比1∶5-7，水温40-60℃条件下，边搅拌边缓慢加入2-3mol的稀盐酸优溶钙，PH值控制3.5-5，加酸量以控制除钙率50％左右为宜；

(6)盐酸全溶

在酸洗槽中加入微酸水洗或逆流洗涤的焙砂，加水调浆后，边搅拌边加浓盐酸，当温度50-95℃时，溶解1-2小时，稀土则全部溶解，加氢氧化稀土或碳酸稀土或所用焙砂或其它碱中和0.2-0.3mol[H⁺]的剩余酸至PH1-1.5完毕，过滤；

(7)中和除杂

全溶稀土滤液加少量氧化剂、氧化Fe²⁺为Fe³⁺后再与中和料浆按比例喷淋或滴注入中和接受槽，搅拌反应，控制液温70-90℃，PH值3-4，加料完毕再用稀氯水或碳铵调PH值至4.5，同时加少量BaCl₂除SO₄^2-离子，澄清，过滤。该法为喷淋针铁矿除铁法。中和料浆为氢氧化稀土或稀氨水或二者搭配；

(8)浓缩结晶

合格料液打入搪瓷反应罐，按常规程序加热减压浓缩得混合氯化稀土；

(9)苛化回收

将逆流洗涤最终出水加入苛化槽中，加过量CaO苛化其中的Na₂CO₃、NaF、NaPO₄并形成相应的钙盐沉淀，苛化温度80-90℃，搅拌时间1-1.5小时，反应完毕即过滤，滤液经浓缩至约50％NaOH浓碱液，滤渣收集待用；

2、根据权利要求1所述的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于：还原焙烧中的碳质还原剂指煤粉、石墨粉、焦粉、炭粉等同类产品。

3、根据权利要求1所述的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于：碳还原焙烧中用碳(C)做还原剂还原二氧化铈(CeO₂)为倍半氧化铈(Ce₂O₃)

4、根据权利要求1所述的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于：中和除杂中的氧化剂是指双氧水、亚硝酸钠。

5、根据权利要求1所述的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于：中和除杂中喷淋针铁矿除铁法将含Fe₂O₃为5-30克/升的氯化稀土溶液采用喷淋方式或滴注方式加入溶液受体中，在Fe³⁺浓度极低状态下，加热中和形成针铁矿(FeO(OH))沉淀。

6、根据权利要求1所述的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，其特征在于：固态活化利用NaOH分解或转化在加Na₂CO₃焙烧时新生的磷矿物(Na₃RE(PO₄)₂)或其他含磷物质生成水溶性磷酸三钠(Na₃PO₄)。