2稀土精矿分解
有色冶金学重点复习题
一、名词解释（共5小题，每小题4分，共计20分）湿法冶金、火法冶金、电冶金、槽电压、极距、苛性比、铝硅比、分配系数、阳极效应、冰铜、熔池熔炼、漂浮状态熔炼、熔盐氯化、铝酸钠溶液的稳定性（补充：火法冶金----在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的有色金属与脉石和杂质分开，获得较纯有色金属的过程。
电冶金---利用电能提取和精炼有色金属的方法极距----所谓极距，是指阴、阳两极之间的距离。
铝酸钠溶液的稳定性----铝酸钠溶液的稳定性是指铝土矿溶出液经赤泥分离洗涤后获得的净铝酸钠溶液分解析出Al(OH)3所需时间的长短。
）二、简答题（共5小题，每小题6分，共计30分）三、问答题（共3小题，每小题12分，共计36分）四、计算题(共1小题，共计14分)1、某铝厂，电解槽平均电流（直流）为280KA,平均电流效率为92％，平均槽电压4.25V，请分别计算它的年（300天）产铝量和电能消耗各是多少？（铝的电化学当量：0.3356g/(A.h)）p27-282、某湿法炼锌厂，有生产槽150个，通电电流12000A，平均电流效率90％，平均槽电压3.5V，试计算电锌的电能消耗和日产量各是多少？（锌的电化学当量：1.2193g/(A.h)）p27-28有色冶金学复习思考题概述1、提取冶金方法是如何分类的？各自定义2、火法、湿法、电化学法三种冶金方法包括哪些基本冶金过程？有色冶金主要单元过程：焙烧、煅烧、烧结和球团、熔炼、火法精炼、浸出、液固分离、溶液净化、水溶液电解、熔盐电解第一章铝冶金1、什么是铝的歧解反应？p42 、现代铝工业有哪些主要生产环节?辅助环节?p23 、适合氧化铝生产的主要矿物有哪几种?各有哪些特点？衡量矿物质量的标准是什么？p114、简述拜耳法的基本原理和拜耳循环的实质p135、简述拜耳法生产氧化铝的工艺流程p136、什么是苛性比，它反映铝酸钠溶液的什么特性？什么是铝硅比(A/S)？p14-157、简述铝电解的原理？p19答：现代铝工业生产，主要采取冰晶石—氧化铝融盐电解法。
稀土精矿分解方法碱分解法的流程
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2稀土精矿分解
29.81 51.11 4.26 12.78 1.09 0.17 0.45 0.05 0.06 ＜0.05 0.034 0.018 -
32.00 49.00 4.40 13.50 0.50 0.10 0.30 0.01 0.03 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01
25.00 50.00 5.00 15.00 0.70 0.09 0.60 0.60 0.70 0.80 0.10 0.20 0.15
2 稀土精矿分解
2.1 概述 2.2 浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿 2.3 NaOH溶液常压分解独居石精矿 2.4 NaOH分解混合型精矿 2.5 稀土精矿的焙烧分解－酸浸法及提铈方法 2.6 从离子吸附型稀土矿提取稀土 2.7 其它稀土矿物的处理
2.1 概述 2.1.1 稀土精矿 稀土精矿：经过矿石开采和选别以后富 集了稀土矿物的有价产品。 稀土精矿的质量标准。 氟碳铈矿－独居石混合精矿 氟碳铈矿精矿 独居石精矿 离子吸附型稀土矿
碳酸盐及氟碳酸盐，如，氟碳铈矿、碳锶铈矿 等； 磷酸盐，如，独居石、磷钇矿等； 氧化物，如，褐钇铌矿、黑稀金矿、易解石等； 硅酸盐，如，硅铍钇矿、褐帘石、硅钛铈矿等； 氟化物，如，钇萤石、氟铈矿等。
按矿物中稀土的配分不同可分为两大类：
a.完全配分型。 在这类矿物中，铈组稀土元素和钇组稀土元 素含量相差不明显。属于此类矿物的有铈磷灰石、 钇萤石等。 b.选择配分型。 1）富铈组矿物。在这类矿物中，铈组稀土 大大超过钇组稀土的含量。如氟碳铈矿、独居石、 易解石等。 2）富钇组矿物。 在这类矿物中，钇组稀土含量明显高于铈 组稀土含量，如磷钇矿、褐钇铌矿等。
2.1.2 稀土精矿分解方法
稀土精矿分解的目的：使矿物中的主要成分转化为易溶于水 或酸的稀土化合物，有时还进行某些稀土元素的分离或分组。 稀土精矿的分解方法： 氧化焙烧法－碳酸盐类稀土。 强酸或强碱分解法－磷酸盐类稀土。 烧碱法－混合型稀土。 稀土元素分解率：稀土组分从精矿转入分解产物的量占原料 中该稀土组分总量的百分比。
第五章 稀土精矿的分解3
（二）工艺流程 1.精矿的干燥
精矿一般含水5~10%。浓硫酸焙烧法的一个重要工艺条 件是酸矿比（质量比）。湿物料的计量不准确，既不能 控制精确的精矿与酸的质量比。酸多造成浪费，酸少则 精矿分解不完全。精矿在外热式回转窑内烘干，要求烘 干后精矿中水分低于0.2%。
2.低品位精矿的分解 （1）浓硫酸焙烧 在回转窑内进行。影响精矿分解率的主要因素为：酸矿比、精矿品 位、投料量、焙烧温度、物料在窑内停留时间以及窑尾负压。
为有利于反应的进行，须保障游离[OH]->0.5mol/L,95℃条件下 搅拌4~6h。反应结束后澄清，虹吸上清液，加热水洗涤，如此 数次，直至清液的pH值为7~8。 转化过程中部分Ce3+氧化成Ce4+: 4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O =4Ce(OH)4 工业生产中，本工序稀土的回收率为95~96%，主要损失于 多次洗涤，虹吸等过程中。
Δ
正常情况下稀土精矿之分解率为95~97%。
操作时，先按要求的酸矿比将干矿与硫酸加入混合器混匀， 净输料管流入窑尾，在窑内分解成焙烧矿后从窑头流出，进 入水浸出工序。废气从窑尾排除导入净化系统。
（2）水进出：稀土硫酸盐在水中的溶解度随温度升高而降 低。因焙烧矿还带有过剩的硫酸，冷水浸出实质上使稀硫 酸浸出，浸出工艺条件是：水：精矿=7~8：1，在 30~40℃下浸出2~3h。 浸出过程结束，加3号凝聚剂（聚丙烯酰胺），澄清4~6h 后虹吸上清液，渣进行逆流洗涤后排放。水浸出工序稀土 的回收率为96~98%。
一般x,y=1,z=1~2
因稀土复盐溶解度随温度升高而降低，故沉淀反应在90℃ 以上进行30min,NaCl:REO=1.4~1.5:1,反应完成后热过滤， 以2%的食盐热溶液淋洗滤饼。 工业生产中，稀土沉淀率可达98%，损失在溶液中的重稀土 约10%。
《2024年硫酸浆化分解混合稀土精矿工艺及反应机制研究》范文
《硫酸浆化分解混合稀土精矿工艺及反应机制研究》篇一一、引言随着稀土资源的日益紧缺和环保要求的不断提高，硫酸浆化分解混合稀土精矿作为一种新型的稀土精矿处理方法，引起了业内的广泛关注。
该方法能有效地分离混合稀土精矿中的元素，并且具备操作简单、高效环保的优点。
本文将对硫酸浆化分解混合稀土精矿的工艺流程及反应机制进行深入研究，以期为相关领域的研发和应用提供理论支持。
二、硫酸浆化分解混合稀土精矿的工艺流程硫酸浆化分解混合稀土精矿的工艺流程主要包括原料准备、硫酸浆化、分解反应、固液分离、稀土元素提取等步骤。
1. 原料准备：将混合稀土精矿进行破碎、磨细，使其达到适宜的粒度，以便于后续的硫酸浆化过程。
2. 硫酸浆化：将稀硫酸与磨细后的混合稀土精矿进行混合，形成硫酸浆。
该步骤需控制好硫酸的浓度和添加量，以保持合适的浆化比例。
3. 分解反应：在一定的温度和压力下，硫酸浆进行分解反应，使稀土元素与硫酸反应生成相应的硫酸盐。
该步骤需严格控制反应条件，以促进反应的进行并防止副反应的发生。
4. 固液分离：经过分解反应后，通过固液分离技术将稀土硫酸盐与未反应的杂质分离。
此步骤可得到富含稀土元素的硫酸盐溶液和含有未反应物质的固体废弃物。
5. 稀土元素提取：通过适当的化学或物理方法，从富含稀土元素的硫酸盐溶液中提取出各稀土元素。
此步骤需根据不同稀土元素的性质，选择合适的提取方法。
三、反应机制研究硫酸浆化分解混合稀土精矿的反应机制主要包括化学反应和物理作用两个方面。
1. 化学反应：在硫酸浆化分解过程中，硫酸与混合稀土精矿中的稀土元素发生化学反应，生成相应的硫酸盐。
该反应为酸碱中和反应，具有较高的反应速率和较低的能耗。
2. 物理作用：在硫酸浆化过程中，固体颗粒在硫酸中的分散、混合等物理作用也对反应的进行产生影响。
适当的搅拌和混合有利于提高硫酸与稀土元素的接触面积，从而促进化学反应的进行。
四、实验结果与讨论通过对硫酸浆化分解混合稀土精矿的工艺流程及反应机制进行实验研究，我们发现该方法的优点如下：1. 高效率：硫酸浆化分解过程能有效地分离混合稀土精矿中的元素，且反应速率快，能在较短的时间内完成分离过程。
稀土精矿酸法分解
稀土精矿酸法分解稀土是一类重要的战略资源，广泛应用于许多高科技领域，如电子、通信、新能源等。
稀土精矿是稀土的主要来源之一，而稀土精矿酸法分解是一种常用的稀土提取方法。
稀土精矿酸法分解是指利用酸性溶液将稀土精矿中的稀土元素溶解出来的过程。
一般来说，稀土精矿中的稀土元素主要以氧化物或矿石的形式存在，在酸性环境下可以通过与酸发生化学反应将稀土元素溶解出来。
稀土精矿酸法分解的关键是选择合适的酸性溶液。
常用的酸性溶液包括硝酸、盐酸和硫酸等。
选择合适的酸性溶液要考虑到以下几个因素：溶解速度、稀土元素的溶解度、酸性溶液的成本等。
一般来说，硝酸是常用的酸性溶液，因为它具有较高的溶解速度和较好的稀土元素溶解度。
同时，硝酸还可以通过控制酸性溶液的浓度来实现对稀土元素的选择性溶解。
在稀土精矿酸法分解过程中，还需要考虑溶解温度、溶解时间、酸性溶液与稀土精矿的接触方式等因素。
一般来说，提高溶解温度和延长溶解时间可以促进稀土元素的溶解，但同时也会增加能耗和生产成本。
因此，在实际应用中需要综合考虑这些因素，以达到经济、高效的稀土提取效果。
稀土精矿酸法分解的产物是稀土元素的酸性溶液。
为了进一步提取纯度较高的稀土元素，可以采用萃取、分离、晶体生长等方法进行后续处理。
其中，萃取是一种常用的方法，通过将稀土元素的酸性溶液与有机相接触，利用有机相中的萃取剂选择性地将稀土元素萃取出来。
总体来说，稀土精矿酸法分解是稀土提取的重要方法之一。
通过选择合适的酸性溶液、控制溶解条件和后续处理，可以实现对稀土元素的高效提取。
稀土在现代产业中的广泛应用使得稀土精矿酸法分解的研究具有重要意义，对于稀土资源的高效利用具有积极的推动作用。
第2章稀土精矿的分解
三、 苏打焙烧法
• 原则流程 1 焙烧过程主要反应 2 焙烧产物的处理
苏打焙烧法处理混合精矿的原则流程
混合精矿
混合
Na2CO3
H2SO4
焙烧
酸浸
湿球磨
过滤
水洗
渣
溶液
洗液 排放
过滤
HCl （0.3~0.6mol/L）
滤饼
酸洗
分离提取稀土和钍
洗液
滤饼
1 焙烧过程主要反应
主反应 2REFCO3 + Na2CO3 = RE2O3 + 2NaF+3CO2 2CeFCO3 + Na2CO3 + 0.5O2 = CeO4 + 2NaF+3CO2 2REPO4 + 3Na2CO3 = RE2O3 + 2Na3PO4+3CO2 2Th3(PO4) 4+ 6Na2CO3 = 3ThO2 + 4Na3PO4+6CO2
– 硫酸消耗：稀土分解（主反应）、 脉石分解、 H2SO4分解损失
• 焙烧温度：250 ~300℃→ 300~350℃→500~600℃
– 要求：RE：可溶； Th, P, Fe, Ca：不溶 – 温度过高→H2SO4分解，难溶 – 温度过低→分解慢、分解不完全、钍易被浸出
• 焙烧时间：40~80min
6） 结晶：浓缩前加入NH4Cl
二、苛性钠溶液分解法
• 适用范围——高品位（RE2O3>60%）、细粒度
• 苛性钠溶液分解法的主要过程
1. 酸浸（化选）除钙 2. 液碱分解 3. 盐酸优溶 5. 硫酸全溶
1. 酸浸（化选）除钙
CaF2 + 2HCl = CaCl2 + 2HF CaCO3 +2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 部分REFCO3也参与反应 3REFCO3 + 6HCl = 2RECl3 + REF3↓ + 3H2O + 3CO2 RECl3 +3HF= REF3 ↓ +3HCl
稀土分离
目前，除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。
由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，分离提取出单一纯稀土元素，在化学工艺上是比较复杂和困难的。
其主要原因有二个，一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，在水溶液中都是稳定的三价态。
稀土离子与水的亲和力大，因受水合物的保护，其化学性质非常相似，分离提纯极为困难。
二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。
因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离，而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。
现在稀土生产中采用的分离方法:(1)分步法从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)为止，所有天然存在的稀土元素间的单一分离，还有居里夫妇发现的镭，都是用这种方法分离的。
分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。
方法的操作程序是：将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后，加热浓缩，溶液中一部分元素化合物析出来(结晶或沉淀)。
析出物中，溶解度较小的稀土元素得到富集，溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。
因为稀土元素之间的溶解度差别很小，必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来，因而这是一件非常困难的工作。
全部稀土元素的单一分离耗费了100多年，一次分离重复操作竟达2万次，对于化学工作者而言，其艰辛的程度，可想而知。
因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。
(2)离子交换法由于分步法不能大量生产单一稀土，因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍，第二次世界大战后，美国原子弹研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展，因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似，为尽快推进原子能的研究，就将稀土作为其代用品加以利用。
而且，为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素，并除去铀、钍中的稀土元素，研究成功了离子交换色层分析法(离子交换法)，进而用于稀土元素的分离。
稀土精矿酸法分解
稀土精矿酸法分解概述稀土是一类重要的战略资源，广泛应用于冶金、材料、电子、环保等各个领域。
稀土精矿是从稀土矿石中提取稀土元素的原始材料，而稀土精矿酸法分解是一种常用的提取方法。
本文将详细介绍稀土精矿酸法分解的原理、过程和应用。
一、原理稀土精矿酸法分解是利用酸溶液对稀土精矿进行化学反应，使稀土元素与酸发生化学反应，从而实现稀土元素的分离和提取。
常用的酸包括硫酸、氯化氢和硝酸等。
在酸的作用下，稀土精矿中的稀土元素与酸中的氢离子发生反应，生成相应的稀土盐。
通过调整酸的浓度、温度和反应时间等条件，可以控制稀土盐的生成和稀土元素的分离程度。
二、过程稀土精矿酸法分解的过程主要包括溶解、滤液处理和沉淀分离三个步骤。
1. 溶解：将稀土精矿加入酸溶液中，通过加热和搅拌等方式，促使稀土精矿中的稀土元素与酸发生反应。
在反应过程中，酸会逐渐溶解稀土精矿中的稀土元素，生成稀土盐溶液。
2. 滤液处理：将溶解后的稀土盐溶液进行过滤，去除其中的杂质和固体颗粒。
通常使用滤纸或滤布进行过滤，得到较为纯净的稀土盐溶液。
3. 沉淀分离：将滤液中的稀土盐溶液通过调节pH值或添加分离剂，使其发生沉淀反应。
沉淀反应后，稀土元素会与其他离子形成固体沉淀，可以通过离心等方式将固体沉淀与溶液分离。
三、应用稀土精矿酸法分解广泛应用于稀土元素的提取和分离。
稀土元素在冶金、材料、电子、环保等领域有着重要的应用价值。
通过稀土精矿酸法分解，可以将原料中的稀土元素提取出来，用于制备稀土合金、稀土催化剂、稀土磁性材料等。
同时，稀土精矿酸法分解也可以实现稀土元素的分离和纯化，满足不同领域对稀土元素纯度的要求。
总结稀土精矿酸法分解是一种常用的稀土元素提取方法，通过酸溶液与稀土精矿发生化学反应，实现稀土元素的分离和提取。
稀土精矿酸法分解的过程包括溶解、滤液处理和沉淀分离三个步骤。
该方法广泛应用于稀土元素的提取和分离，为稀土资源的合理利用和开发提供了重要技术支持。
未来，随着对稀土元素需求的增加和技术的发展，稀土精矿酸法分解将进一步完善和应用。
稀土氧化物制备流程
稀土氧化物制备流程
一、矿石分解
1.1、酸分解法
将稀土精矿与硫酸、水按一定比例混合，在高温高压环境中反应一定时间，使矿石中的稀土元素以硫酸盐形式溶解出来。
这个步骤的目的是为了获得稀土元素的可溶性硫酸盐。
1.2、碱分解法
将稀土精矿与碱、水按一定比例混合，在适宜的温度和压力下反应一定时间，使矿石中的稀土元素以氢氧化物形式溶解出来。
这个步骤的目的是为了获得稀土元素的氢氧化物。
二、化学处理
2.1、沉殿法
在经过分解处理的溶液中加入适量的沉淀剂，使稀土元素以固体形式析出。
这个步骤的目的是为了获得稀土元素的沉淀物。
2.2、萃取法
将经过化学处理的溶液通过有机相萃取剂进行萃取，使稀土元素从水相中转移至有机相中。
这个步骤的目的是为了将稀土元素与其它元素分离出来。
三、萃取分离
将经过萃取处理的有机相通过物理手段分离成不同的稀土元素组分。
这个步骤的目的是为了将不同的稀土元素组分分离出来。
四、结晶
在适当的条件下，使经过分离的稀土元素组分以固体形式析出。
这个步骤的目的是为了获得稀土元素的固体产物。
五、提纯
将经过结晶处理的固体产物进行进一步的提纯，以获得更高纯度的稀土氧化物。
这个步骤的目的是为了提高稀土氧化物的纯度。
六、干燥
将经过提纯的稀土氧化物进行干燥处理，以去除其中的水分或其它溶剂。
这个步骤的目的是为了获得干燥的稀土氧化物。
七、包装
将经过干燥处理的稀土氧化物进行包装，以保护其免受外界环境的影响。
这个步骤的目的是为了保护稀土氧化物在运输和储存过程中的质量。
稀土精矿酸法分解
稀土精矿酸法分解稀土是一类重要的战略资源，广泛应用于许多高科技领域，如电子、光电子、航天等。
稀土精矿酸法分解是一种常用的稀土提取方法，本文将就该方法进行详细介绍。
一、稀土精矿酸法分解的原理稀土精矿主要是指稀土氧化物的矿石，其中包含了多种稀土元素。
稀土精矿酸法分解是指将稀土精矿加入到酸性溶液中进行反应，使稀土氧化物溶解于溶液中，通过后续的分离提纯步骤，得到纯度较高的稀土产品。
1. 精矿破碎：将稀土精矿进行破碎，使其颗粒大小适合后续处理。
2. 酸溶解：将精矿颗粒加入到酸性溶液中，常用的酸有硝酸、盐酸等。
酸的选择要根据具体的稀土成分进行确定。
3. 反应控制：在酸溶解过程中，需要控制反应的温度、压力和反应时间等参数，以保证稀土元素的高效溶解。
4. 溶液分离：通过过滤或离心等方法，将稀土溶液和固体残渣进行分离。
5. 溶液净化：对稀土溶液进行净化，去除杂质和杂离子，以提高稀土产品的纯度。
6. 溶液沉淀：通过调节溶液的pH值或添加适当的沉淀剂，使稀土元素沉淀下来，并与溶液分离。
7. 沉淀分离：将稀土沉淀进行分离，得到纯度较高的稀土产品。
8. 后续处理：对稀土产品进行进一步的提纯和加工，以满足不同的应用需求。
三、稀土精矿酸法分解的优势1. 高效性：稀土精矿酸法分解可以高效地将稀土元素溶解出来，提高稀土的回收率。
2. 灵活性：通过调节酸性溶液的成分和反应条件，可以适应不同稀土成分和含量的精矿。
3. 可控性：稀土精矿酸法分解的反应过程可以进行精确的控制，以达到最佳的反应效果和稀土产品的纯度。
4. 适应性：稀土精矿酸法分解可以用于处理各种类型的稀土矿石，适用范围广。
四、稀土精矿酸法分解的应用领域稀土精矿酸法分解广泛应用于稀土行业，特别是稀土提取和分离领域。
通过该方法可以获得高纯度的稀土产品，用于制备各种稀土化合物和材料。
稀土材料在电子、光电子、航天和新能源等领域具有重要的应用价值。
稀土精矿酸法分解是一种常用的稀土提取方法，通过将稀土精矿加入到酸性溶液中进行反应，使稀土溶解于溶液中，再经过分离和净化步骤，得到纯度较高的稀土产品。
第五章 稀土精矿的分解2
往复盐沉淀后的母液中加入还原剂，Ce4+被还原成Ce3+,即 得硫酸铈复盐沉淀，过滤后用氢氧化钠溶液将其转化成 Ce(OH)3,用盐酸溶解Ce(OH)3,再经除铁、钍等杂质，加入 草酸沉淀出草酸铈，灼烧后即得CeO2产品。 4. 非铈稀土的回收
用NaOH水溶液将非铈稀土的硫酸钠复盐转化成RE(OH)3, 再以盐酸将其溶解，除铁、钍，得到氯化稀土溶液。此溶 液经浓缩、结晶，即得富镧氯化物产品。
§5.3 氟碳铈精矿的分解 氟碳铈精矿与独居石一样，现已成为稀土工业的主要原料。氟 碳铈矿是稀土的氟碳酸盐，其组成与性质不同于独居石。因此 采用的精矿分解工艺大相径庭。 在工业生产中，目前有两种分解氟碳铈精矿的流程，一种是 生产混合稀土氯化物的HCl-NaOH工艺；另一种是生产单一稀 土化合物的氧化焙烧-酸浸出流程。 一、HCl-NaOH分解法
表5-3 处理氟碳铈矿精矿所得产物中单一稀土配分
稀土名称 La2O3 CeO2 Pr6O11 铈富集物 8.3 87.8 0.8 镧富集物 58.5 12.8 7.3 铕富集物 钐钆富集物
Nd2O3
Sm2O3
2.5
0.5
20.9
0.4 3 其余大部分 ~50 其余小部分
Eu2O3
Gd2O3 重稀土
（4）萃取分组 浓密机溢流含REO约100g/L(RE2O3约 0.2g/L),过滤后用苏打粉调至Ph=1.0,蒸汽加热至60℃后 以炭质过滤器过滤。滤液即为萃取分组的料液。料液虽 只由5级混合澄清槽组成的“A反应萃取段”萃取分组。 萃取剂为10%的P204-煤油，水相：有机相=1：1.2，SmEu-Gd等中重稀土萃入有机相。La~Nd等轻稀土及钙留 在水相，往水中加入氨水得清稀土氢氧化物沉淀。沉淀 经过滤，洗涤得粗氢氧化镧产品。
稀土精矿的分解
生物分解法
• 微生物分解法：利用微生物将稀土精矿中的矿物进行生物降解， 将稀土元素从矿物中释放出来。该方法具有环保、节能等优点， 但需要使用特定的微生物种群，分解周期较长。
将稀土精矿与酸混合，使 其中的稀土元素和杂质溶 解于酸中。常用的酸有硫 酸、盐酸、硝酸等。
温度控制
溶解过程需要在一定温度 下进行，通常需要加热至 一定温度，以保证稀土精 矿的完全溶解。
溶解液的浓度
溶解后得到的溶液浓度会 影响后续的分离和提纯效 果，因此需要控制溶解液 的浓度。
分离过程
沉淀法
电化学法
通过向溶解液中加入沉淀剂，使稀土 元素以沉淀物的形式分离出来。常用 的沉淀剂有氢氧化物、碳酸盐等。
利用电解原理，使稀土元素在电极上 还原或氧化，从而与杂质元素分离。
萃取法
利用不同元素在两种不混溶液体中的 溶解度差异，实现稀土元素的分离。 常用的萃取剂有磷酸酯、羧酸酯等。
稀土元素在科研领域的应用
1 2 3
激光技术
稀土元素如铒、镱等在激光技术领域具有重要应 用，用于制造各种激光器，如固体激光器、光纤 激光器等。
核能研究
稀土元素在核能研究中具有重要应用，如镧系元 素在核反应堆中的控制棒材料和核燃料循环中的 分离剂等。
化学分析
稀土元素具有独特的化学性质，用于化学分析中 检测和分离其他元素，提高分析的准确性和灵敏 度。
研发更高效、环保的分解技术
优化分解工艺参数
随着科技的不断进步，未来稀土精矿的分 解过程将更加高效，同时减少对环境的负 面影响。
通过不断优化分解工艺的参数，如温度、 压力、时间等，提高分解效率和产品质量 。
开发新型分解剂
智能化控制技术的应用
寻找和研发新型的分解剂，以替代传统分 解剂，降低对环境的污染和破坏。
职业能力目标
国家中等职业教育改革发展示范学校建设材料《稀土金属及合金制备技术》课程标准重点专业名称：有色金属冶炼专业专业负责人：兰福荣审核人：曹隆福建省长汀职业中专学校福建长汀职业中专学校有色金属冶炼——稀土深加工方向《稀土金属及合金制备技术》课程标准开课学期：第三学期建议课时：108学分：6课程性质：专业必修课一、课程性质与任务（一）课程性质《稀土金属及合金制备技术》是稀土专业的一门必修课，在了解了稀土基本知识后，为了能够适应稀土企业的生产需求，必须学习《稀土金属及合金制备技术》。
本课程主要面向有色金属冶炼专业,旨在使学生比较全面地了解国内外关于稀土功能材料的发展前沿和概况,要求学生重点掌握稀土的基础知识,稀土金属和稀土合金的生产方法。
（二）课程任务本课程的任务是：使学生认识和了解稀土金属合金的常见制备技术，理解其反应原理，熟悉火法冶金工艺技术的步骤。
另外，对不同的金属采用不同的制备方法，除了常见的火法冶金外，学生还应了解熔盐电解法、电弧炉冶炼法、热还原法、熔配法等常见制备技术。
本课程在教授学生基础知识、基本技能和基本方法的同时，还要注意使学生养成严谨求实的科学态度，提高学生的科学素养和综合职业能力。
本课程的教学时数为108学时。
表 1 课时分配序号项目任务理论学时项目一认识稀土认识稀土元素10 认识稀土金属认识稀土化合物序号项目任务理论学时认识稀土矿物原料稀土工业概况小节与复习 12项目二稀土精矿分解技术认识稀土精矿10浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿NaOH溶液常压分解独居精矿NaOH溶液分解混合型稀土精矿稀土精矿的焙烧分解—酸浸法及提铈方法从离子吸附型稀土矿提取稀土小节与复习 13项目三稀土元素的萃取分离技术认识溶剂萃取18稀土元素的萃取分离工艺稀土萃取生产过程小节与复习 1期中考试 24项目四稀土化合物的制备技术变价稀土化合物的制取18稀土化合物产品的制备稀土氯化物和稀土氧化物的制备稀土抛光粉的制备稀土发光材料的制备固液分离技术小节与复习 15项目五稀土金属的制备与生产技术稀土熔盐电解的电化学基础及其电解槽20熔盐电解法生产稀土金属钙热还原法生产稀土金属镧、铈热还原蒸馏法生产稀土金属钙热还原-中间合金法生产稀土金属稀土金属的提纯小节与复习 16项目六稀土合金的制备与生产技术认识稀土合金18熔盐电解法制备稀土合金硅热还原法生产稀土硅铁合金电弧炉冶炼其他稀土铁合金碳热还原法冶炼稀土铁合金熔配法生产稀土中间合金小节与复习 1期末复习及答疑 4期末考试 2共计学时108二、目标（一）课程目标熟悉稀土湿法冶金、火法冶金和各类稀土材料生产的基本过程；熟悉生产流程中各个岗位的工艺原理和基本设备装备；具有在生产一线操作的基本知识和技能；具有开发新材料，采用新工艺、新设备、新技术的初步能力。
稀土元素分析----稀土矿石的分解方法
稀土元素分析----稀土矿石的分解方法立志当早，存高远稀土元素分析----稀土矿石的分解方法1.酸分解法由于稀土矿物的多样性与复杂性，它们的分解方法各不相同。
大部分稀土矿物均能为硫酸或酸性溶剂分解，如硅铍钇矿、铈硅石等可以用盐酸分解，而独居石、磷钇矿等用浓盐酸分解不完全，而必须采用热硫酸分解。
对难溶的稀土铌钽酸盐类矿物则可用氢氟酸和酸性硫酸盐分解。
密闭或微波消解是分解稀土矿石的非常有效的方法，该法具有速度快、分解完全、空白低、损失小等优点。
微波消解一般使用硝酸+氢氟酸。
2.碱熔分解法碱熔分解法几乎适用于所有的稀土矿，该法一般使用过氧化钠或氢氧化钠（或氢氧化钠加少许过氧化钠）。
其优点是熔融时间短，水浸取后可借以分离磷酸根、硅酸根、铝酸根和氟离子等阴离子，简化了以后的分析过程。
3.离子型稀土矿的盐浸取法离子型稀土矿的送检样品除了通过化学法提取并经其它处理过程得到的混合稀土氧化物外，也有一部分是稀土原矿。
离子型稀土原矿一般要求测定离子相稀土总量和全相（离子相和矿物相等）稀土总量，全相稀土总量的测定其样品分解方法同其它稀土矿的方法相同。
而离子相稀土总量的测定有其特有的样品处理方法盐浸法。
用于离子型稀土矿浸出的浸矿剂为各种电解质溶液，浸矿过程为离子交换过程，遵循离子交换的一般规律。
盐浸法的实质是用一定浓度的盐溶液作为浸矿剂（实为解析剂）使被吸附于矿土中稀土阳离子解吸，进而转入浸出液中。
适当浓度的各种电解质（酸、碱、盐）溶液均可作为离子型稀土矿的浸出剂。
常用的浸矿剂有：氯化铵、氯化钠、硫酸铵、盐酸、硫酸等。
影响浸出率的主要因素是浸矿剂的类型、浓度和pH 值。
稀土浸出率随浸出。
独居石稀土精矿的氢氧化钠分解工艺技术
独居石稀土精矿的氢氧化钠分解工艺技术2009-6-12 15:30:36 中国选矿技术网浏览 661 次收藏我来说两句独居石稀土精矿中含有磷、钍、铀成分，为了回收这些有价成分及防止放射性元素染产品和环境，在氢氧化钠分解独居石的流程中应包括氢氧化钠分解，磷碱液回收，稀土与杂质分离和钍、铀回收四个部分。
图1是工业上所用的工艺流程。
图1 氢氧化钠分解独居石稀土精矿的工艺流程一、氢氧化钠分解独居石稀土精矿的化学反应独居石在氢氧化钠的溶液中加热至140～160℃时将发生如下的分解反应：REPO4＋3NaOH=RE（OH）3↓＋Na3PO4（1）Th3(PO4)4＋12NaOH=3Th（OH）4↓＋4Na3PO4 （2）独居石中的U3O8在搅拌的作用下与NaOH和空气中的O2发生反应：2 U3O8＋O2＋6NaOH=3Na2U2O7↓＋3H2O （3）U3O8实际上是铀的四价和六价复合氧化物UO2·UO3，在NaOH溶液中未被O2氧化的四价铀与NaOH作用，生成氢氧化物：UO2＋4NaOH=U（OH）4↓＋2Na2O （4）在NaOH过量很多的情况下U（OH）4以铀酰酸根的形态溶入碱液中：U（OH）4＋OH－=H3UO4－＋H2O （5）同时，铁、钛、铝、锆、硅等矿物也被NaOH所分解：Fe2O3＋2NaOH=2NaFeO2＋H2O （6）TiO2＋2NaOH=Na2TiO3＋H2O （7）Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O （8）SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O （9）ZrSiO4＋4NaOH=Na2ZrO3↓＋Na2SiO3＋H2O (10)ZrSiO4＋2NaOH=Na2ZrSiO5↓＋2H2O (11)铁、钛、铝矿物及石英的分解产物均溶于碱溶液中，与难溶性氢氧化物存在的稀土和钍及重铀酸钠分离。
二、影响精矿分解的因素氢氧化钠分解独居石的反应属于固－液多相反应。
分解反应首先在矿物的表面上进行，生成固体的氢氧化物膜。
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补充，下表为：世界主要稀土矿种稀土典型配 分数据。
表2-4 氟碳铈矿—独居石混合精矿主要化学成分（％）
表2-5 氟碳铈矿精矿主要化学成分％
表2-6 独居石精矿主要化学成分（％）
根据稀土精矿的多元素化学分析数据， 可以大致估算稀土精矿的矿物组成。
32.00 49.00 4.40 13.50 0.50 0.10 0.30 0.01 0.03 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01
俄罗斯铈 澳大利亚 马来西亚 铌钙钛矿 独居石 磷钇矿
25.00 23.90 1.26 50.00 46.30 3.17 5.00 5.05 0.50 15.00 17.38 1.61 0.70 2.53 1.16 0.09 0.05 0.01 0.60 1.49 3.52
第二代硫酸法:浓硫酸高温焙烧－水浸－石灰 中和除杂－环烷酸萃取转型－混合氯化稀土；
第三代硫酸法:浓硫酸高温焙烧－水浸－氧化 镁中和除杂－P204萃取分离转型－混合氯化稀 土或碳铵沉淀转型－混合碳酸稀土。
第三代硫酸法工艺流程见附图。
浓Ｈ２ＳＯ４
稀土精矿 浓硫酸焙烧
尾气喷淋回收
ＭｇＯ
焙烧矿
水浸中和除 杂 过滤
附表 世界各主要稀土矿种稀土典型配分数据（REO，%）
稀土 组分
中国 包头矿
La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3
25.00 50.07 5.10 16.60 1.20 0.18 0.70 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1
磷酸盐，如，独居石、磷钇矿等；
氧化物，如，褐钇铌矿、黑稀金矿、易解石等；
硅酸盐，如，硅铍钇矿、褐帘石、硅钛铈矿等；
氟化物，如，钇萤石、氟铈矿等。
按矿物中稀土的配分不同可分为两大类：
a.完全配分型。 在这类矿物中，铈组稀土元素和钇组稀土元
素含量相差不明显。属于此类矿物的有铈磷灰石、 钇萤石等。
b.选择配分型。 1）富铈组矿物。在这类矿物中，铈组稀土 大大超过钇组稀土的含量。如氟碳铈矿、独居石、 易解石等。 2）富钇组矿物。
在这类矿物中，钇组稀土含量明显高于铈 组稀土含量，如磷钇矿、褐钇铌矿等。
应当指出，不论属于何种选择配分型稀土矿， 在该矿物中往往也只是一、二种稀土元素特别 富集。如氟碳铈矿中铈富集，而磷钇矿中镱、 钇富集，易解石中铈、钕富集，褐钇铌矿中镝、 钇富集等。同时，稀土矿物的配分并非固定不 变的，而是随着成矿条件而变化。尤其以独居 石最明显。如我国的铌一稀土一铁矿床，产于 钠闪石和钠辉石型矿石中的独居石，便比其它 类型矿石中的独居石贫镧而更富含钕、铕。
北京有色金属研究总院从20世纪70年代开 始研究开发的浓硫酸焙烧法现已成为冶炼 处理包头稀土精矿的主导工业生产技术, 并得到广泛应用。目前,90%的包头稀土精 矿均采用硫酸法处理。该流程自20世纪80 年代投入使用以来,为我国北方矿稀土产 业的发展做出了重要贡献。
第一代硫酸法:浓硫酸低温焙烧－水浸－复盐 沉淀－碱转型－水洗－盐酸优溶－混合氯化稀 土；
中国离子矿
寻乌
38.00 3.50 7.41 30.18 5.3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0.51 4.21 0.46 1.77 0.27 0.88 0.13 0.62 0.13
信丰
27.56 3.23 5.62 17.55 4.54 0.93 5.96 0.68 3.71 0.74 2.48 0.27 1.13 0.21
2 稀土精矿分解
2.1 概述 2.2 浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿 2.3 NaOH溶液常压分解独居石精矿 2.4 NaOH分解混合型精矿 2.5 稀土精矿的焙烧分解－酸浸法及提铈方法 2.6 从离子吸附型稀土矿提取稀土 2.7 其它稀土矿物的处理
2.1 概述 2.1.1 稀土精矿
稀土精矿：经过矿石开采和选别以后富 集了稀土矿物的有价产品。 稀土精矿的质量标准。 氟碳铈矿－独居石混合精矿 氟碳铈矿精矿 独居石精矿 离子吸附型稀土矿
2.1.2 稀土精矿分解方法
稀土精矿分解的目的：使矿物中的主要成分转化为易溶于水 或酸的稀土化合物，有时还进行某些稀土元素的分离或分组。
稀土精矿的分解方法：
氧化焙烧法－碳酸盐类稀土。 强酸或强碱分解法－磷酸盐类稀土。 烧碱法－混合型稀土。
稀土元素分解率：稀土组分从精矿转入分解产物的量占原料 中该稀土组分总量的百分比。
龙南
2.18 ＜1.09
1.08 3.47 2.37 ＜0.37 5.69 1.13 7.48 1.60 4.26 0.60 3.34 0.47
中国 四川矿
29.81 51.11 4.26 12.78 1.09 0.17 0.45 0.05 0.06 ＜0.05 0.034
0.018
-
美国氟 碳铈矿
0.04 0.92 0.60 0.69 8.44 0.70 0.05 2.01 0.80 0.21 6.52 0.10 0.01 1.14 0.20 0.12 6.87 0.15 0.04 1.00
2.2 浓硫酸焙烧分解混合型稀土精矿
2.2.1 浓硫酸焙烧分解工艺的发展
稀土的开发利用主要包括：采矿、选矿、冶炼 分离、稀土产品、稀土下游应用。 浓硫酸焙烧就是将稀土精矿与浓硫酸按一定比 例混合、搅拌后送入回转窑进行焙烧。 按照处理的精矿品位、焙烧温度和浸出后稀土 提取方法的不同，分为： 低温焙烧、高温焙烧、高温强化焙烧等工艺方 法。 现在采用的是浓硫酸低温焙烧工艺，更加环保高 效。
V C 100% W M 100%
W
W
稀土元素的回收率：稀土组分从精矿、浸出液、化合物等原 料转入下一工序产品中的量占原料中该稀土组分总量的百分 比，计算方法与 分解率相似。
2.1.3 稀土精矿的化学成分和矿物成分
按照化学成分，常见的稀土精矿分为以 下几类：
碳酸盐及氟碳酸盐，如，氟碳铈矿、碳锶铈矿 等；
回收硫酸、氟盐
硫酸
ＨＦ、Ｈ３ＳｉＦＯ４
渣（堆放）
Ａ ＲＥ２（ＳＯ４）３溶液