稀土的酸法浸出和碱法浸出.ppt

三、稀土碱法浸出
（三）苛性钠熔融法
? 3. 浓苛性钠液热压浸出法
过量苛性钠搅拌均匀
水浸 过滤
酸溶解
矿物原料
熔融物
滤饼
……
700℃左右熔融
? 酸溶解滤饼中的稀土、钍、铀，使其与铌、钽分离。滤液中的 稀土可用相应的方法回收。
? 此法除可用于处理稀土矿物精矿外，还可用于处理低品位稀土 氧化物，以除去非稀土杂质，提高混合稀土氧化物的质量。
解石精矿、含钨磷钇矿精矿，硅酸盐稀土矿及低品位稀土氧化物 等稀土原料。
二、稀土酸法浸出
（二）氧化焙烧-稀硫酸浸出法
? 氧化焙烧时，氟碳铈矿分解放出CO2，Ce3+被氧化为Ce4+。
氧化焙烧
氟碳铈矿 500℃，1h
稀硫酸浸出 过滤
焙烧矿
滤液
硫酸钠
△过 滤
富镧 稀土 结晶 浓缩 氯化稀
氯化
土溶液
物产
品
稀土冶金学
第三章 稀土矿物的浸出分解 课题：稀土的酸法浸出和碱法浸出
提问：
1. 什么是浸出过程？ 2. 浸出方法有哪些？
一、概述
概念
用某种试剂使稀土矿物精矿或氧化物分解，并使被浸组分转入水溶 液的过程称为浸出
效率衡量指标
被浸组分的浸出率、浸出过程的选择性、试剂耗量等
浸出剂
无机酸
碱
盐
硫酸、盐酸、氢氟酸 苛性钠、碳酸钠 硫酸铵、氯化铵、氯化钠
wk.baidu.com、稀土酸法浸出
（五）硝酸浸出法
? 磷灰石可用硝酸、盐酸或硫酸分解。在60℃条件下，磷灰石易溶于 50% ~ 60%的硝酸中，反应式为：
? 过滤后的滤液可用萃取法或结晶法处理。为有利于稀土萃取，滤液 先脱氟：
? 萃取法处理是过滤后用氨中和滤液，使pH=0.2，经4 ~ 5级萃取，8 ~10级和8级反萃后，用氨沉淀反萃液中的稀土，稀土富集物中RExOy 含量为50% ~ 80%。
2 ~ 3h
结束后加聚丙烯酰胺，澄清4 ~ 6h，吸去上清液，浸渣逆洗后排放
此条件下水浸焙烧矿，稀土浸出率为96% ~ 98%
二、稀土酸法浸出
（一）浓硫酸焙烧-水浸法
? 浓硫酸低温焙烧低品位混合精矿整个工艺流程的稀土回收率约80%。 ? 缺点：流程冗长，固-液转换多，试剂和能量消耗大，稀土损失较
大。 ? 处理范围：可处理氟碳铈矿精矿、独居石精矿、磷钇矿精矿、易
? 分解作业在电加热反应槽中进行，通电40min可完成分解。碱滤 饼水洗后用开始的盐酸浸出液中过量酸溶解，稀土、钍、铁进入 溶液，溶液最终pH值为0.5 ~ 1.0，用氨水中和后过滤可得氯化稀 土溶液和铁钍渣。
? 与常压苛性钠溶液分解法相比：碱耗量低、分解速度高、分解时 间短、能耗低，但Ce3+易氧化为Ce4+，致使盐酸优溶碱滤饼所得氯 化稀土溶液中的CeO2：RExOy比值下降。
三、稀土碱法浸出
（二）苛性钠溶液浸出
? 3. 浓苛性钠溶液热压浸出法 ? 苛性钠溶液热压分解含钨磷钇矿精矿时，精矿磨至95%-325目，常
压下，50%苛性钠溶液在液固比为2.5:1，温度为140℃条件下浸出 5h，分解率仅60%。 ? 若用50%苛性钠溶液，在液固比为2.5:1，温度为250℃，釜内压力 为2MPa的条件下浸出5h，分解率可达95%。
? 用于处理RExOy含量为20% ~ 30%的氟碳铈矿和独居石混合精矿
混合精矿
苏打焙烧 600 ~ 700℃
焙烧矿
球磨 水洗 过滤 稀酸洗
硫酸钠
硫酸复 盐沉淀
P204-TBP萃取
浸出液
稀硫酸浸出 60-70℃
碱转化 盐酸优溶 稀土氯化产品
过滤 滤饼
三、稀土碱法浸出
（二）苛性钠溶液浸出
? 1. 常压碱液浸出法 ? 工业上常用常压碱液浸出法分解独居石 ? 苛性钠溶液浸出后，先用热水稀释，并在70℃条件下保温陈化，
窑内停留时间 3h
此条件下效果：精矿分解率95% ~ 97%
窑尾负压 30 ~ 50Pa
二、稀土酸法浸出
（一）浓硫酸焙烧-水浸法
? 焙烧矿用冷水浸出，实为稀硫酸浸出
浸出液固比
温度
工艺条件 水浸液中RExOy含量 浸渣稀土含量
浸出时间
7 ~ 8）：1 30 ~ 40℃
30 ~35g/L
1% ~ 2%
（一）浓硫酸焙烧-水浸法
? 稀土原料与浓硫酸混合加热至一定温度，稀土和钍转变为可溶性硫酸盐。
? 浓硫酸焙烧时影响精矿分解率的主要因素：酸矿比、精矿品位、投料量、 焙烧温度、窑内停留时间及窑尾负压等
工艺条件
精矿品位
酸矿比
（RExOy含量） 硫酸与RExOy之比
20% ~35%
1.5 ~ 1.7
焙烧温度 250 ~ 300℃
? 该工艺劳动强度较大。
本节小结
1. 浸出过程的定义，衡量浸出过程效率的指标； 2. 常用的浸出剂，以及浸出的方法； 3. 稀土酸法浸出的技术条件和工艺过程； 4. 稀土碱法浸出的技术条件和工艺过程。
除杂 盐酸溶解 RE(OH)3
碱转化
非铈稀土的 硫酸钠复盐
滤饼
过滤 Ce(OH)3
碱转化 过滤 硫酸铈复 盐沉淀Ce3+
还原剂
母液 Ce4+
盐酸溶解 除杂 过滤
滤液
草酸沉淀铈 过滤 干燥 灼烧
氧化铈产品
二、稀土酸法浸出
（三）盐酸浸出-碱转化-盐酸浸出法
? 盐酸浸出 ? 碱转化 ? 过滤、水洗后，用盐酸浸出液中的过量盐酸溶解RE(OH)3，获得稀土
二、稀土酸法浸出
（五）硝酸浸出法
? 褐钇铌矿的有价组分为铌（钽）（约30%(Ta、Nd)2O5）和稀土元素 （约30%RExOy）。
氢氟酸浸出 固液分离
褐钇铌矿
浸渣
滤液 过滤 钡盐除镭 硝酸溶解 水洗
苛性钠转化 过滤 滤饼
TBP萃取 萃余液
草酸沉淀 过滤 干燥 灼烧
稀土氧化物
三、稀土碱法浸出
（一）苏打焙烧-稀硫酸浸出法
以利于氢氧化物的凝聚和沉降。 ? 陈化中止后，用倾析法将上层清液排出，再以热水充分洗涤底流，
可用错流洗涤或逆流洗涤的方法进行水洗。水洗后的氢氧化物中 碱和磷的含量低，不必过滤，可直接送去酸溶。
三、稀土碱法浸出
（二）苛性钠溶液浸出
? 2. 浓苛性钠溶液电加热浸出法
? 混合精矿中氟碳铈矿与独居石中的RExOy的比例为6:4，为降低苛 性钠用量，混合精矿先用盐酸浸出氟碳铈矿中的碳酸稀土。
氯化物溶液，溶液pH值约3左右。除杂后浓缩结晶得混合稀土氯化物。 ? 适用范围：可用于分解氟碳铈矿精矿 ? 缺点：浓盐酸浸出温度高、时间长、酸雾大，劳动条件差，设备易
腐蚀、应从废气中回收盐酸。
二、稀土酸法浸出
（四）浓盐酸浸出法
? 将硅铍钇矿精矿研磨至小于100目，加入热浓盐酸中，反应为
? 酸矿比约2.6（重量比）。反应完后，加热使大部分过量盐酸蒸发， 用水浸出氯化稀土。过滤除去残渣，滤液用草酸沉淀法回收稀土。 使稀土与费稀土杂质分离。
搅拌浸出法
渗滤浸出法
浸出方法
稀土矿物精矿、混合稀土氧化物及稀土 中间产物的浸出
离子吸附型稀土矿的浸出
浸出后矿浆需经固液分离、洗涤等作业， 才能获得后续处理的澄清稀土浸出液
可得澄清的稀土浸出液
二、稀土酸法浸出
? 盐酸主要用于分解褐帘石、硅铍钇矿等硅酸盐矿物；硫酸用于分解独居 石、磷钇矿等磷酸盐矿物和氟碳铈矿等氟碳酸盐矿物及含钛矿物；氢氟 酸用于分解铌钽酸盐矿物。