[发明专利]一种从硫酸处理磷矿过程中提取稀土的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种从硫酸处理磷矿过程中提取稀土的工艺，特别是 从含稀土湿法磷酸中精制磷酸和提取稀土工艺，属于湿法磷酸及稀土 冶炼技术领域。

背景技术

磷酸是基本的工业原料，用途广泛。全世界每年磷酸产量约为 4000万吨，磷酸生产方式分为湿法和热法两类，湿法由于能耗低， 对矿石品位要求低，日益受到重视。

目前，湿法磷酸的处理方法主要是盐酸法、硝酸法和硫酸法，其 中硫酸法由于特别适应于处理低品位磷矿，在中国的应用最为广泛， 基本构成了我国磷化工生产的主要工艺。磷矿中普遍含有高价值的稀 土元素，在硫酸湿法磷酸生产过程中，25％～90％左右的稀土将进入 粗磷酸中。因此，在磷酸精制过程中经济、合理地回收其中的稀土元 素具有重要意义。

湿法磷酸精制技术主要有化学沉淀法、结晶法、离子交换法化学 净化法和溶剂萃取法等方法或其组合，其中溶剂萃取法应用最为广 泛，国外萃取磷酸的研究较多工艺也比较成熟有不少工业化的例子， 如奥布拉威尔森(Albright & Wilson)公司流程、罗纳-普朗克公司 (Rhone-Poulenc)流程、以色列矿业公司(IMI)流程、比利时普雷昂 (Societe de Prayon)公司流程、罗马尼亚化工工程公司与化工研究院 (Iprochim/Icechim)开发的湿法磷酸净化流程。国内华中师范大学研究 了以混合萃取剂(CHeOH+CHN)为溶剂的萃取法净化工艺；上海化工 研究院以异丙醚和磷酸三丁酯作为萃取剂对湿法磷酸进行净化，进行 了多级逆流萃取与反萃取，获得了高浓度净化磷酸；武汉化工学院和 四川大学的苏裕光等研究了用TBP净化湿法磷酸的相图。四川大学 钟本和开发了TBP萃取提纯工艺，并进行了千吨级工业实验。上述 各种工艺技术的差别主要在于溶剂的种类和辅助处理方法的不同，但 这些方法的主要原理基本如下：采用萃取剂直接和粗磷酸接触反应， 使磷酸进入有机相中，实现和粗磷酸中各杂质元素的分离，负载磷酸 的有机相经过洗涤、反萃等方式得到精制磷酸，而高价元素稀土，以 及铁、镁、Al、Ca、硫酸根等杂质在低浓度萃余液(P₂O₅含量在5 ％～15％)中富集，一般通过沉淀法制备农用磷肥来回收其中的磷， 而未考虑其中有价稀土元素的回收。

为从湿法磷酸工艺制备的粗磷酸中回收有价元素稀土，也有人提 出采用有机萃取剂直接从粗磷酸中来提取稀土的思路，如采用P204 和TBP的混合萃取剂直接与粗磷酸反应，使稀土和铀等进入萃取剂 形成萃合物，再反萃获得稀土，但由于粗磷酸体系磷酸总浓度较高， 稀土萃取效率较低，给稀土回收带来较大困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种从硫酸处理磷矿过程中提取稀土的工 艺，该工艺具有稀土萃取收率高、稀土提取相对容易的优点。

为达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

本发明将磷酸精制和稀土提取过程相结合，从粗磷酸萃取精制过 程产生的低浓度磷酸萃余液中回收稀土，实现稀土元素的回收。

这种从硫酸处理磷矿过程中提取稀土的工艺是：以含稀土磷矿硫 酸湿法工艺制备的磷酸为原料，采用酮、醚、醇、脂有机溶剂中至少 一种进行萃取得到精制磷酸和含稀土的萃余酸，然后从萃余酸中萃取 富集稀土，其步骤为：

(1)采用有机萃取液萃取萃余酸中的稀土元素，得到负载稀土的 有机相和二次萃余酸。

(2)对负载稀土有机相用酸进行洗涤、反萃后得到稀土反萃液和 空白有机相。

(3)对得到的稀土反萃液经调整pH值后，经过沉淀得到固体稀 土盐，再经煅烧得到稀土氧化物。

其中步骤(1)中的萃余酸中磷含量以P₂O₅计为1％～25％，稀 土含量以REO计为0.01～5g/L。

步骤(1)中有机萃取所用的有机萃取液由萃取剂和稀释剂组成， 萃取剂为酸性萃取剂中的至少一种，酸性萃取剂包括P204、P507、 P215、P406、P229、DOPPA、DNPPA、C272、环烷酸，或上述酸性 萃取剂的至少一种与中性萃取剂包括TBP、TRPO、TOPO、C923、 P350、TOA中的至少一种组成的混合萃取剂，所述稀释剂为正己烷、 正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、煤油、磺化煤油、溶剂油和醇中的至少 一种，萃取剂与稀释剂体积比为1∶9～4∶1。