[发明专利]一种超重力分离稀土渣中稀土资源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中的共生资源高效分离利用，特别涉及一种在超重力条件下分离稀土渣中稀土资源的方法。

背景技术

包头白云鄂博矿是我国特有的含铁、稀土、铌和氟等元素的大型多金属共生矿床,其中稀土储量居世界首位。目前主、东矿区的萤石型中贫矿石(含铁较低和含稀土、氟较高)不经选矿直接进入高炉冶炼,稀土未被还原几乎全部进入炉渣并得到富集, 炉渣中稀土氧化物R_XO_Y含量在15%左右，并且只有铈氟硅石一种稀土矿物。此外,还有一种富含钪和铕的片状矿物-含稀土钡氟金云母。脉石矿物是枪晶石、萤石和硫化钙。其中铈氟硅石和含稀土钡氟金云母是该渣中主要有两种具有经济意义的工艺矿物。

富稀土渣按照R_XO_Y不同的品位分成不同等级的产品,可分别作为分离稀土元素和炼制各种稀土合金的原料,而含稀土钡氟金云母经富集后,可获得含Sc₂0₃约670ppm和含Eu₂0₃约500ppm的富集物,经湿法冶金可提取价格昂贵的氧化钪,同时综合回收氧化铕。经初步估算,每处理100吨高炉渣可获盈利约42万元。

国内外的科研工作者围绕渣中稀土相的选矿回收展开一系列的研究工作：经重选试验,可得稀土品位50-59%的精矿和14%左右的中矿,精矿和中矿的回收率可达35-48%及30%左右。经浮选+重选+强磁选工艺流程,分别选出了60.4%的稀土精矿和尾矿，选出的尾矿再次进行浮选后，获得含稀土钡氟金云母62.3%-64.33%的精矿，其回收率在50%左右。显而易见，现有选矿工艺得到的精矿中稀土资源的回收率比较低。同时，在富稀土渣进行重选、磁选、浮选前，需要先将其磨细，以便单体矿相的解离，该过程磨矿费用高，会造成稀土渣中主要的稀土矿相铈氟硅石相粉碎成颗粒细小的晶粒，降低了稀土渣中稀土资源的回收率。此外，浮选过程中药剂用量大，容易污染环境。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术缺陷之一，提供了一种能够省略前期磨矿环节巨大能耗成本，高效连续从稀土渣中富集分离铈氟硅石相，从而提高稀土渣中稀土资源的回收率，最终实现连续高效回收稀土渣中稀土资源的处理方法。

该方法包括以下步骤：

步骤一、将熔融稀土渣在1300-1150℃温度区间以小于2℃/min的冷却速率冷却，获取热处理稀土渣；

步骤二、对所述热处理稀土渣进行离心超重力分离。

优选地，步骤二中所述离心超重力分离过程中，离心超重力系数大于100g，温度范围为1100-1200℃。

优选地，步骤二中所述离心超重力分离过程为恒温离心，离心时间为5-30min；或者所述离心超重力分离过程是以1-5℃/min的速度冷却至1100℃后，结束离心。

优选地，步骤一中所述熔融稀土渣的二元碱度值范围为1.5-2.0， CaF₂质量百分比含量为熔融稀土渣的15-17%；其中所述二元碱度为熔融稀土渣中CaO和SiO₂的质量分数比。

优选地，步骤一前还包括向所述熔融稀土渣中加入添加剂，所述添加剂为CaO 、SiO₂和萤石中的一种或多种。

优选地，步骤一和步骤二之间还包括将所述热处理稀土渣回温，回温温度范围为1190-1210℃；步骤二是将回温后的热处理稀土渣进行离心超重力分离。

优选地，所述的稀土渣包括高炉富稀土渣、高炉转型稀土渣与熔分稀土渣。

优选地，所述离心超重力分离为连续处理或间歇性批处理。

本发明第二目的在于提出一种超重力分离稀土渣中稀土资源的离心分离设备，离心分离设备包括给料口、转鼓（8）、调速电动机，其特征在于，调速电动机与转鼓相连，转鼓上固定有输料内螺旋陶瓷质内衬，所述输料内螺旋陶瓷质内衬旋转方向与转鼓相同，转鼓两端分别为口径不同的转鼓大端和转鼓小端，转鼓大端为液体出料口，转鼓小端为固体出料口。

本发明第三目的还在于提出一种超重力分离稀土渣中稀土资源的离心分离设备，离心分离设备包括给料口、转鼓（8）、调速电动机，其特征在于，调速电动机与转鼓相连，转鼓内安装有多孔陶瓷过滤器，多孔陶瓷过滤器的孔径小于100微米；所述稀土渣经离心分离后，渣液经由所述多孔陶瓷过滤器外壁流出，固体经由过滤器内壁输出。