[发明专利]一种低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法

说明书

本发明提供一种低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法，本发明提供的提取方法工艺流程短，符合原子经济性，通过熔盐氯化反应及后续的冷却分离过程能够同时实现低品位锆精矿的清洁高效提取，同时能够回收稀土铌、钛、硅，其中得到的四氯化锆纯度为89.6％以上，锆回收率为87.5％以上；得到的氯化铌和四氯化钛混合物中铌、钛的回收率为84.5％以上；得到的四氯化硅的纯度为92.3％以上，硅回收率为82.7％以上，浸出滤液中稀土的回收率为90.9％以上，本发明提供的提取方法降低了对锆精矿原料品味的要求和粒度的要求，减少了三废的产量，实现了伴生资源硅的高附加值利用，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法。

背景技术

锆精矿以低品位矿居多，低品位精矿中通常均含有一定量的稀土、钛、铌等有价资源，这些宝贵资源随着锆石精矿而进入锆的冶金流程，但现有工艺中并没有设计稀土、铌、钛等资源的回收工艺，导致这些资源被白白流失，而且影响锆产品的质量。

氯化法是目前在锆冶金行业所大力推广的新型清洁高效的技术，而且都是沸腾氯化法。然而这种方法，一方面对精矿产品有较高要求，以高品质的品位≥65％的锆英砂或经过熔炼脱硅后的氧化锆为原料，另一方面，沸腾氯化法对原料的粒度有很高的要求，一般都要求锆精矿的粒度大于200目。

以品位低于60％的锆石精矿为原料，目前还没有有效的冶金处理工艺，特别是-200目含量≥90％的细粒度锆石精矿。采用传统“一酸一碱”法，无论从经济成本、环境成本考虑都难有效益，而采用沸腾氯化法原料粒度就是其无法解决的难题。

发明内容

为了解决以上的技术问题，本发明提供一种熔盐氯化法提取低品位锆精矿中的锆、铌、钛和硅，所述方法能够实现低品位锆精矿的清洁高效提取，同时能够回收稀土铌、钛和硅，提取效率高，经济环保。

本发明的主要目的是提供一种低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法。

根据本发明具体实施方式的低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法，包括以下步骤：

(1)熔盐氯化反应：将低品位锆精矿、还原剂加入到熔融的氯化物熔盐中，所述锆精矿、还原剂和氯化物的重量比为1:0.2～0.4：30～50，所述氯化物的温度为900～1200℃，向反应炉中通入氯气，所述氯气的重量为锆精矿重量的2～4倍，进行反应，定期排出反应炉内生成的难沸熔盐；

(2)一段降温分离：将熔盐氯化反应的生成物降温至350～500℃，冷凝回收细粒尘泥和第一气态氯化物；

(3)二段降温分离：将步骤(2)中得到的第一气态氯化物降温至250～340℃，冷凝回收四氯化锆和第二气态氯化物；

(4)三段降温分离：将步骤(3)中得到的第二气态氯化物降温至70～230℃，冷凝回收氯化铌和四氯化钛混合物以及第三气态氯化物；

(5)四段降温分离：将步骤(4)中得到的第三气态氯化物降温至-30～50℃，冷凝回收四氯化硅；

(6)浸出：将步骤(1)中得到的难沸熔盐和步骤(2)中够得到的细粒尘泥合并，加入水或酸进行浸出，过滤，滤液为氯化稀土溶液，滤渣干燥返回反应炉。

根据本发明具体实施方式的低品位锆精矿的熔盐氯化提取方法，优选地，步骤(1)中，所述还原剂为冶金焦和/或石墨，进一步优选地，所述还原剂为冶金焦和石墨，所述冶金焦和石墨的重量比为1:1。当有还原剂的加入时，氯化反应的放热效果显著，不同的还原剂，对反应的促进作用效果不同，冶金焦更容易反应，而石墨的反应速率相对较慢，采用冶金焦和石墨以1:1的重量比混合得到的混合物作为还原剂，能够控制反应速率，会使反应过程的温度始终保持在目标范围内，使反应过程平稳顺行。