[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

说明书

本发明涉及一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，属于稀土化工领域。

混合型稀土精矿是中国内蒙古白云鄂博矿选铁副产品，在世界稀土市场上占有约一半的稀土矿产品市场份额，也是唯一的混合型稀土精矿，主要由氟碳铈矿和独层石矿构成，二者之比约为9∶1-1∶1，稀土成份以轻稀土为主，铈含量约占一半。混合型稀土精矿因其矿物组成的特殊性，而与氟碳铈矿的前处理工艺大相径庭。氟碳铈矿主产于美国芒廷帕斯(Mountain Pass)，中国四川冕宁、山东微山、内蒙包头等地，其处理工艺主要有烧碱法、氧化焙烧法，氯化铵法等(参见徐光宪等《稀土》上册、第2版，中国专利公开号CN1237539A、CN1236017A、CN1078498A、Cn1202460A、CN1240759A)混合型稀土精矿曾出现过浓硫酸法、烧碱法、纯碱法、高温氯化法、氧化焙烧法等，因种种原因，国内现主要采用浓硫酸法和烧碱法两种工艺方法处理混合型稀土精矿。浓硫酸法和烧碱法奠定了我国稀土工业的发展基础，做出了重大贡献，但因环保的加强以及科学技术的进步正面临着严重的挑战，烧碱法系采用浓烧碱(NaOH)高温分解精矿生成氢氧化稀土料浆，经水洗除氟磷等杂质、盐酸优溶得氯化稀土溶液，再经除杂浓缩制备氯化稀土产品，该法存在的最大问题是只适用高品位精矿，生产成本较高，工业废水排放量大，污染治理费用高，浓硫酸法系采用浓硫酸在高温下焙烧分解混合型稀土精矿生成水溶性稀土硫酸盐，再经水浸、除杂、萃取轻型或碳铵沉淀经盐酸溶解、除杂浓缩得混合氯化稀土，众所周知该法存在的最大问题是焙烧过程排出的氟化氢(HF)、硫氧(SO_x)的尾气污染，治理费用高昂；大量的低放射性水浸渣的处置及酸碱废水的排放等。纯碱法则利用Na₂CO₃分解精矿，焙烧时铈氧化为四价，后续工艺为提铈所设。

本发明的目的是针对混合型稀土精矿现有技术中存在的不足之处而提供的一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法。

本发明的目的是采取以下措施实现的：

一种混合稀土精矿碳还原焙烧生产氯化稀土的方法，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

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。焙烧过程中发生的主要化学反应是：

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