[发明专利]从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法

说明书

技术领域

本发明属于伴生稀土的富集与综合回收领域，尤其涉及一种通过采用磷酸和硫酸的混合酸浸出除杂，从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法。

背景技术

磷矿中普遍伴生稀土，稀土含量不等，最高可达5％以上，低的仅有0.1％左右。由于稀土以类质同像形式存在于磷灰石的磷酸盐矿物中，物理选矿对稀土的富集效果差，因此只能通过化学方法分离和回收稀土。由于稀土品位低、且有害杂质磷和钙含量高，直接浸出回收稀土的难度大、成本高，依托磷酸生产过程实现稀土综合回收是合理途径。目前国内外的湿法磷酸生产过程均采用硫酸法中的二水物法，但在二水物法湿法磷酸生产过程中，磷灰石分解时形成大量磷石膏，而磷石膏对稀土具有很强的吸附能力，导致酸解过程稀土难以浸出。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，稀土浸出率为56％。中国专利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，使磷石膏晶型改变而减少对稀土的吸附，稀土的浸出率可达80％。中国专利201010217142.5公布了一种磷酸浸出稀土的方法，在温度高于65℃的条件下用磷酸浸出含稀土0.14％的磷矿，稀土浸出率可达90％左右。虽然上述各种方法能较好地浸出稀土，但由于所得到的含稀土浸出液磷酸浓度高，甚至含大量钙等杂质，从溶液中进一步回收稀土困难。

通过预浸优先脱除磷矿中的磷、钙、铁、铝等杂质，提高稀土富集比，对磷矿中伴生稀土的综合回收是一种有前景的方法。中国专利201110143415.0公布了一种从磷矿中分离稀土的方法，其采用磷酸为浸出剂，将含稀土的磷精矿与磷酸溶液混合，在15～50℃下浸出，将磷、钙、铁、铝等杂质浸出进入溶液，而将大部分稀土留在浸出渣中，得到稀土富集渣。但磷酸对稀土也具有一定的溶解性，如中国专利201010217142.5公布的一种磷酸浸出稀土的方法，即是通过磷酸对含稀土0.14％的磷矿浸出稀土。因此，采用磷酸浸出预脱除磷矿中的磷、钙、铁、铝等杂质，对浸出条件控制要求严格，且仍有相当部分的稀土被溶出进入溶液，导致稀土的分散和损失，影响稀土的回收率和在稀土渣中的富集比。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的不足，特别是针对磷酸浸出富集稀土中存在的部分稀土被溶出以及料浆固液分离困难等问题，提供一种采用磷酸和硫酸的混合酸从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将磨细的含稀土磷矿与适量混合酸一起加入混合反应槽并反应一段时间，得到混合料浆-1，然后固液分离，得到稀土富集渣和浸出液-1，所述混合酸为以磷酸为主、含适量硫酸的磷酸与硫酸混合酸，混合酸中的磷酸质量浓度(以P₂O₅计)为10％～55％、硫酸浓度(以SO₄^2-计)为3～25g/L；

(2)将步骤(1)得到的浸出液-1与适量硫酸一起加入到磷酸再生搅拌槽并混合反应一段时间，得到含磷酸和石膏的混合料浆-2；

(3)将步骤(2)得到混合料浆-2固液分离，得到磷酸溶液和石膏渣；

(4)将步骤(3)得到的磷酸溶液开路一部分调整成分后返回步骤(1)作为混合酸循环使用，其余部分的磷酸溶液用于生产磷酸。

本发明中混合料浆-1和混合料浆-2分别指按照工艺流程先后得到的不同混合料浆，浸出液-1和浸出液-2分别指按照工艺流程先后得到的不同浸出液。

本发明的从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法，步骤(1)所述的含稀土磷矿与适量混合酸一起加入混合反应槽并反应一段时间，混合酸的加入量按混合酸与含稀土磷矿的液固体积与质量比5～10:1L/kg加入，反应温度为20℃～110℃，优选30～60℃，反应时间0.5～8h。

本发明的从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法，步骤(2)所述的浸出液-1与硫酸一起加入到磷酸再生搅拌槽并混合反应一段时间，是将浸出液-1与质量浓度不小于90％的工业硫酸一起加入磷酸再生搅拌槽混合，硫酸的加入量按摩尔数比为浸出液-1中钙摩尔数的0.7～1.2倍，混合反应温度60℃～110℃，反应时间0.5～4h。

本发明的从含稀土磷矿中富集和回收稀土的方法，步骤(1)得到的混合料浆-1可以分成两部分，其中一部分作为返浆返回到步骤(1)所述的混合反应槽中，以提高稀土富集比和改善料浆沉降性能，其余部分进行固液分离，得到稀土富集渣和浸出液-2。