1、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,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。,（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,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,二、稀土酸法浸出,（一）
2、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+。,碱转化,盐酸溶解,稀硫酸浸出,氧化焙烧,氟碳铈矿,焙烧矿,非铈稀土的硫酸钠复盐,RE(OH)3,氧化铈产品,500，1h,过滤,过滤,滤液,硫酸钠,母液 Ce4+,富镧稀土氯化物产品,氯化稀土溶液,除杂,结晶,浓缩
3、,还原剂,硫酸铈复盐沉淀Ce3+,过滤,碱转化,Ce(OH)3,过滤,滤饼,盐酸溶解,除杂,过滤,滤液,草酸沉淀铈,干燥,过滤,灼烧,二、稀土酸法浸出,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。,（三）盐酸浸出-碱转化-盐酸浸出法,二、稀土酸法浸出,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
4、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。,（四）浓盐酸浸出法,二、稀土酸法浸出,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%。,（五）硝酸浸出法,二、稀土酸法浸出,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）。,（五）硝酸浸出法,水洗,TBP萃取,
5、硝酸溶解,钡盐除镭,草酸沉淀,干燥,过滤,苛性钠转化,氢氟酸浸出,褐钇铌矿,浸渣,滤饼,滤液,萃余液,稀土氧化物,固液分离,过滤,灼烧,过滤,三、稀土碱法浸出,用于处理RExOy含量为20% 30%的氟碳铈矿和独居石混合精矿,（一）苏打焙烧-稀硫酸浸出法,60-70,P204-TBP萃取,稀硫酸浸出,硫酸钠 硫酸复盐沉淀,碱转化,球磨,苏打焙烧,混合精矿,焙烧矿,滤饼,浸出液,稀土氯化产品,水洗,盐酸优溶,600 700,过滤,稀酸洗,过滤,三、稀土碱法浸出,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，以利于氢氧化物的凝聚和
6、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。,（二）苛性钠溶液浸出,三、稀土碱法浸出,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。 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
7、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。,（二）苛性钠溶液浸出,三、稀土碱法浸出,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%。,（二）苛性钠溶液浸出,三、稀土碱法浸出,3. 浓苛性钠液热压浸出法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。 该工艺劳动强度较大。,（三）苛性钠熔融法,水浸,过量苛性钠搅拌均匀,矿物原料,熔融物,滤饼,过滤,700左右熔融,酸溶解,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。,
