[发明专利]一种从磷矿中分离稀土的方法

说明书

技术领域

一种从磷矿中分离稀土的方法，涉及一种从含稀土磷矿中分离稀土的方法。

背景技术

现已探明的世界稀土资源总储量为4500万吨(以氧化物计)，相对集中于中国、美国、印度、澳大利亚、前苏联等国家。非金属磷矿中伴生大量稀土资源，世界磷矿总储量约为1000亿吨，按稀土平均含量为0.05％估算，总储量可达5000万吨，从磷矿中回收稀土具有重要的意义。

磷矿中稀土含量低，仅用作提取稀土原料无经济优势，需与传统的磷酸生产工艺结合，即在生产磷酸的过程中回收稀土。根据用酸的种类区分，湿法磷酸生产可分为：（1）盐酸法、（2）硝酸法、（3）硫酸法。

盐酸法是早期生产磷酸的方法，在盐酸法中稀土浸出率较高，但盐酸挥发性强、对设备腐蚀严重，工艺中CaCl₂溶液处理成本较高，目前湿法磷酸采用盐酸法的很少。

硝酸法对磷矿中的稀土和磷浸出均较高，从磷矿到纯净含稀土磷酸，稀土回收率可达85％以上，从磷矿到稀土富集物，总收率可达70％左右。另外，该方法对磷化工过程影响小，化工原材料消耗少，因此运行效果良好。但存在硝酸价格昂贵，用硝酸法提取稀土不具有经济优势。

硫酸法是目前世界上湿法磷酸生产的主要方法。硫酸法中可将稀土控制在磷酸中或控制在磷石膏中，因此存在从磷酸中回收稀土和从磷石膏中回收稀土两种工艺。专利RU2225892C1公布了采用20%-25%的硫酸浸出磷石膏中稀土。专利200810068762公布了一种从磷石膏中回收稀土的方法，采用15%～30%硫酸浸出磷石膏使稀土进入溶液中，往溶液中加入稀土硫酸盐进行结晶得稀土富集物，再用硝酸钙盐将稀土富集物转化成可溶的硝酸盐，供进一步提纯。专利200710053196公布了先用硫酸和硫酸氨溶液浸出磷石膏中稀土，再加氨调pH沉淀回收稀土的方法。US4636369公布了在湿法磷酸矿浆中引入铝离子、铁离子、硅离子或其混合离子，来增加稀土在溶液中的溶解度，稀土最高富集度为56%。专利200710178377.6公布了在硫酸分解磷矿过程中添加有机或无机表面活性剂改变磷石膏晶型，稀土在磷酸中的富集度可达80%。专利200710179749公布了一种分别采用沉淀法从磷酸和磷石膏中提取稀土的方法。

在二水物法生产磷酸中：含稀土磷矿与返酸在反应槽第一室调浆，由于返酸温度在50℃以上，磷矿中有50%以上稀土进入溶液中，在反应槽的第二、三、四槽中加入硫酸后，由于磷石膏吸附作用稀土会进入磷石膏中，由于磷石膏渣量大、稀土品位低于原矿，从磷石膏中回收稀土流程复杂，经济上有较大的困难。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的不足，提供一种工艺简单、渣率少、能实现低成本从磷矿中分离稀土的方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种从磷矿中分离稀土的方法，其特征在于其过程的步骤包括：

（1）含稀土的磷精矿与磷酸溶液混合进行反应；

（2）过滤得到浸出液和含稀土的渣；

（3）将含稀土的渣进行加酸浸出，得到含稀土的浸出液，再通过萃取法、离子交换吸附法、沉淀法、结晶法中的一种或多种方法进行稀土回收；

（4）将步骤（2）过滤得到的浸出液进行脱钙后返回步骤（1）。

本发明的一种从磷矿中分离稀土的方法，其特征在于其过程所述的步骤（1）的磷酸溶液P₂O₅重量浓度为10%-55%，优选15%-20%；含稀土磷精矿与磷酸溶液的固液质量与体积比为1:4-10；反应温度为15℃-50℃；反应时间为0.5-4小时，优选1-3小时。

本发明的一种从磷矿中分离稀土的方法，其特征在于其过程所述的步骤（3）进行加酸浸出的酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的一种，优选硫酸；硫酸浸温度为70-100℃，优选80-95℃；浸出时间为0.5-5小时，优选1-3小时；浸出固液质量与体积比为1:2.5-10，优选1:4-7；酸量为钙理论酸耗的1-4倍，优选1.5-2.5倍。

本发明的一种从磷矿中分离稀土的方法，通过控制磷酸浸出磷矿工艺过程中优势元素氟的走向，将磷矿中磷溶出而稀土以氟化物沉淀形式留在渣中，实现磷矿中稀土的高效分离富集。本工艺简单、渣率少、能与湿法磷酸工艺匹配，磷矿中稀土沉淀率高、渣中稀土品位高，能实现低成本从含稀土磷矿中回收稀土的方法。