一种低浓度盐酸酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法

技术领域

本发明涉及一种低浓度盐酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法，属于稀土湿法冶金技术领域。

背景技术

微山湖稀土矿是我国著名的轻稀土矿藏，与包头矿和四川矿同为我国三大轻稀土矿。作为山东稀土冶炼分离生产线的原料基地，微山湖稀土矿具有稀土储量大、杂质矿物繁多导致难冶炼的特点。

现有的40%品位微山湖稀土精矿处理工艺，存在工艺流程长、稀土收率低、三废污染严重的问题，不再适应本领域技术的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是对品位较低、且碳酸钙、碳酸锶含量较高的微山湖稀土精矿进行化学选矿，以除去其中的大量钙锶元素，提高微山湖稀土精矿的品位。

为解决上述问题，本发明采取了以下技术方案：

一种低浓度盐酸酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法，其特征在于：用低浓度盐酸对微山湖稀土精矿进行浸泡，并加热进行反应。

反应完成后，过滤，再向过滤出的浸出液中再次加入微山湖稀土精矿，并加热进行反应，固液分离后得到的液体排放，固相再次利用。

所述的微山湖稀土精矿：品位为35%—40%；所述的低浓度盐酸：摩尔浓度为0.5mol/L—3mol/L。

所述的低浓度盐酸对微山湖稀土精矿反应：温度为80℃—95℃，反应时间为30分钟—90分钟。

所述的浸出液与微山湖稀土精矿反应：温度为90℃—95℃，反应时间为60分钟—120分钟。

所述的低浓度盐酸与微山湖稀土精矿反应的液固质量比为3:1。

所述的低浓度盐酸与微山湖稀土精矿反应，碳酸钙的浸出率达到90%，碳酸锶的浸出率达到85%。

所述的浸出液与微山湖稀土精矿反应：反应结束时pH值为4.5—6.0。

所述的浸出液与微山湖稀土精矿反应：反应后的液相中，稀土氧化物损失率小于1%。

本发明用低浓度盐酸对微山湖稀土精矿中的钙锶矿物进行一次盐酸浸出，反应完成并经固液分离后再次向一次浸出液中加入微山湖稀土精矿，利用剩余的盐酸浸出精矿中的部分钙、锶矿物，同时利用精矿中过量的碳酸类钙、锶矿物将一次浸出液中稀土沉淀下来，固液分离后，再用低浓度盐酸对固相进行盐酸浸出，以彻底浸出其中的钙、锶矿物，固液分离后，固相作为目的精矿进入下一工序，液相再次加入精矿回收其中的稀土。这样，两步酸浸交替进行，形成连续两级逆流浸出。

本发明采用上述技术方案，经过两级浸出，可将微山湖稀土精矿中90%碳酸钙和85%碳酸锶高效浸出，并将40%品位的稀土精矿中REO含量提高至50%左右，同时，可保证稀土损失率低于1%，实现了对微山湖稀土精矿的高效化选。过程中产出的二次浸出液中只含有氯化钙和氯化锶，pH值接近6.0，利于处理排放，与环境无害。

过程中所涉及的化学反应方程式有：

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

SrCO₃+2HCl=SrCl₂+H₂O+CO₂↑

RE₂(CO₃)₃+6HCl=2RECl₃+3H₂O+3CO₂↑

3 CaCO₃+2RECl₃=3>2>2(CO₃)₃↓

3 SrCO₃+2RECl₃=>2>2(CO₃)₃↓

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明能够将微山湖稀土精矿品位由40%提高至50%，可将微山湖稀土精矿中90%碳酸钙和85%碳酸锶高效浸出，并保证稀土损失率小于1%，所排出的酸浸废液中只含氯化钙、氯化锶及少量氯化铁，易于废水处理。

（2）本发明工艺中减除原有工艺中的氧化焙烧工序，缩短流程，提高碱转效果，并最终提高稀土收率至88%以上，实现废气零排放，洗碱废水量比原有工艺降低30%，废渣量比原来降低30%-40%。

附图说明

附图1 一种低浓度盐酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法的工艺流程图

其中，精矿为原料微山湖稀土精矿。

具体实施方式

本发明一种低浓度盐酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法是一种连续的精矿化选除杂工艺，因此实施例以连续的几组试验过程来表述。

实施例1 一种低浓度盐酸浸出钙锶化选微山湖稀土精矿的方法

采用的原料微山湖稀土精矿品位低于40%。

1、计量11.8m³盐酸，注入反应罐内，盐酸浓度（当量浓度）为2.6N，投入3.73t微山湖稀土精矿，升温至90℃搅拌反应2小时，此时稀土浓度不再变化，视为反应终止。

过滤，得到滤液，作为一次酸泡液，注入另一罐内，共计14.2m³；

过滤得到滤渣 2.2t，所述的滤渣：水分含量为15.90%，稀土氧化物含量为50.81%；即为目的固相。

一次酸泡液中成分含量：

所述的REO为稀土元素氧化物。

2、向上一步所得14.2m³一次酸泡液中，投入3.5t微山湖稀土精矿，95℃搅拌反应1.5小时，反应完成后过滤；

滤液为二次酸泡液，共计16立方米，排向废水；

滤渣为一次酸泡渣，共计3.62t，水分19.37，稀土氧化物含量41.73%。

取样化验二次酸泡液，结果如下：

3、配制3mol/L盐酸8.3立方米，与上一步中所得3.62t一次酸泡渣混合，加热至90℃，搅拌2小时，过滤；

滤液为一次酸泡液，共计10m³；

滤渣为二次酸泡渣，共计1.86t，水分15.72%，稀土氧化物含量50.88%。

所述一次酸泡液的成分如下：

4、向上一步所得滤液中投入3.76t精矿，加热至95℃，搅拌1.5小时，过滤。滤渣为一次酸泡渣，湿重4.6t，水分13.94%，REO含量40.35%。滤液为二次酸泡液，共计12 m³，取样化验成分如下：

5、配置11m³浓度为2.73N的盐酸，将上一步所得4.6t一次酸泡渣投入盐酸中，90℃搅拌加热至合格（反应时间2小时）；过滤。

滤液为一次酸泡液，体积12.5m³；

滤渣为二次酸泡渣，渣重2.6t，水分18.2%，REO含量48.19%。

上述一次酸泡液的成分检测结果：

6、向上一步所得的12.5m³一次酸泡液中投入3.94t精矿，加热至95℃，搅拌1小时取样，稀土稍高，停止加热继续搅拌1小时，合格。过滤，滤液为二次酸泡液，体积14立方米。滤渣，为一次酸泡渣，湿重5.1t，水分16.16%，REO含量51.03%。

上述二次酸泡液的成分检测结果：

7、配置3.3N盐酸10.5m³，将上一步所得一次酸泡渣投入盐酸中，加热至90℃，搅拌2小时，过滤。

过滤得到滤液2m³，即一次酸泡液；

过滤得到滤渣2.65t，水分15.78%，REO含量50.55%。

上述一次酸泡液的成分检测结果：

8、向上一步所得12m³一次酸泡液中投入3.93t精矿，95℃搅拌至合格（反应时间为1.5小时），过滤。得到滤液13m³，即二次酸泡液。

得到滤渣，为一次酸泡渣，湿重5.2t，水分21.21%，REO含量54.19%。

上述二次酸泡液的成分检测结果：

9、配置2.3N盐酸13m³。将上一步所得5.2t一次酸泡渣投入所配盐酸中。加热至90℃，保温0.5小时。

过滤，得滤液15.8m³，滤渣4.2t，水分16.47%，REO含量53.52%。

滤液成分检测结果：

10、向上一步所得滤液中投入3.47t精矿，加热至95℃，保持该温度，搅拌3小时后，溶液中REO浓度为0.21g/L，合格。过滤，滤液16m³，成分如下表所示。滤渣3.8t，水分16.42，REO含量51.29%。

滤液的成分检测结果：

除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。