稀土分离冶炼工艺流程图

1、白云鄂博矿床的物质成分白云鄂博矿床物质成分极为复杂，已查明有73 种元素， 170 多种矿物。其中，铌、稀土、钛、锆、钍及铁的矿物共近 60 种，约占总数的 35 。主要矿石类型有块状铌稀土铁矿石、条带状铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土铁矿石、钠闪石型铌稀土铁矿石、白云石型铌稀土铁矿石、黑云母型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石、白云石型铌稀土矿石和透辉石型铌矿石。稀土生产工艺流程图白云鄂博矿弱磁、强磁选矿强磁中矿、尾矿稀土精矿稀土选矿酸法生产线火法生产线碱法生产线酸泡 碱分解酸溶冶炼合金氯化稀土盐酸体系萃取 川由催化低温浓硫酸焙烧水浸浓硫酸强化焙烧水浸萃取稀土碳酸稀土硫酸体系萃取稀土合金稀土硅铁转型性

2、产品女碳酸金属翎 金属铺 金属错 金属较 金属铺金属钞熔盐电解裂化剂气车催化净化剂剂铉铁硼永磁体荧光粉磁致冷材料存贮光盘稀土玻璃电池级混合稀土金属抛小粉银氢彩钻永磁体汽车尾气净化器永磁电机 风力发电机 核磁共振 行车 磁悬浮 磁选机节能灯各种发光标牌电动汽车电动 自稀土精矿硫酸法分解(decomposition of rare earth concentrate by suIphuric acid method)稀土精矿用硫酸处理、生产氯化稀土或其他稀土化合物的稀土精矿分解方法。本法具有对原料适应性强、生产成本低等优点，是稀土精矿工业上常用的分解方法，广泛用于氟碳铈矿精矿、独居石精矿和白云鄂博

3、混合型稀土矿精矿的分解。主要有硫酸化焙烧一溶剂萃取法、硫酸分解一复盐沉淀法、氧化焙烧一硫酸浸出法三种工艺。硫酸化焙烧-溶剂萃取主要用于分解白云鄂博混合型稀土矿精矿生产氯化稀土。白云鄂博混合型稀土矿精矿成分复杂，属于难处理矿，其典型的主要成分()为：RE2O35055, P2.535 F79，Ca78，Ba14，Fe34，ThO2约0.2。精矿中放射性元素牡和铀含量低，冶炼 的防护要求不高，适于用硫酸化焙烧法分解。原理经瘩细的稀土精矿与浓硫酸混合后加热焙烧到423673K温度时，稀土和杜均生成水溶性的硫酸盐。氟碳铈矿与硫酸的主要反应为：2REFCO3+3H2SO4=RE2(SO4)3+3HF T

4、 +2CO2+2H2O独居石与硫酸的主要反应是：2REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4Th3(PO4)4+6H 2SO4=3Th(SO 4) 2+4H 3PO4铁、钙等杂质也生成相应的硫酸盐。分解产物用精矿质量12 倍的水浸出，获得含稀土、铁、磷和钍的硫酸盐溶液。控制不同的焙烧温度、硫酸用量和水浸出的液固比，即可改变分解效果。当硫酸与稀土精矿的量比为1.52.5、分解温度503523K、水浸出液含RE2O35070g/L时，牡、稀土、磷、铁等同时进入溶液。上述焙烧和浸出条件主 要用于独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。当硫酸与稀土精矿的量比为1.21.4、分解温度

5、413433K、水浸出溶液含游离硫酸50%时，主要是杜进入溶液，大部分稀土则留在渣中。当硫酸与稀土精矿的量比为1.21.4、分解温度5731623K、水浸出液含RE20350g/L时，则稀土进入溶液，牡和铁等留在渣中。通过控制焙烧 和浸出条件，就可使稀土与主要伴生元素得以初步分离。工艺过程从稀土精矿到获得氯化稀土，主要经过硫酸化焙烧、浸出除杂质和溶剂萃取转型等过程。(1)硫酸化焙烧。白云鄂博混合型稀土矿精矿粉与浓硫酸在螺旋混料机内混合后，送入回转窑进行硫酸化焙烧分解。控制进料端(窑尾)炉气温度493，523K,焙烧分解过程中炉料慢慢移向窑前高温带，氟碳铀矿和独居石与硫酸 作用生成可溶性的硫酸稀

6、土。铁、磷、钍等则形成难溶于水的磷酸盐。炉料随着向高温带移动温度不断升高，过量的硫酸逐渐被蒸发掉。当炉料运行到炉气温度为 11 73K 左右的窑前出料端时，炉料温度达到 623K 左右，并形成510mm的小粒炉料，称为焙烧料，从燃烧室侧端排出。(2)浸出除杂质。焙烧料含硫酸3%7%,直接落入水浸槽中溶出稀土，而杂质几乎全部留在渣中与稀土分离。制得纯净的硫酸稀土溶液含RE2O340g/L、Fe0.030.05g/L、P 约 0.005g/L、Th0.001g/L，酸 0.1 0.15mol/L。用此溶液生产氯化稀土。(3)溶剂萃取转型。用溶剂萃取法使硫酸稀土转变成为氯化稀土的过程。这种工艺已用于

7、取代传统的硫酸复盐沉淀、碱转化等繁琐转型工艺。这是中国在 20 世纪 80 年代稀土提取流程的一次重大革新。溶剂萃取转型采用羧酸类(环烷酸、脂肪酸)萃取剂，预先用氨皂化，然后直接从硫酸稀土溶液中萃取稀土离子，稀土负载有机相用含HCl6mol/L 溶液反萃稀土，制得氯化稀土溶液。萃取和反萃取过程采用共流萃取(见溶剂革取)方式。萃余液pH 为7.58.0，含RE2O310mg/L左右，稀土萃取率超过99%。盐酸反萃液含RE2O3250270g/L，含游离酸0.10.3moi儿。采用减压浓缩方式将反萃液浓缩制成氯化稀土。氯化稀土的主要成分(质量分数3/%)为：RE2O3约46，Fe0.01，P0.0

8、03，Th0.0002，SO42- Sm2O350 % 萃取法生产Na203的产品纯度达到99%。萃取法回收稀土所得氯化稀土溶液含 RE2O3250g/1，残液含RE2O30.20.4g/L。白公k ECk1 白云/ 灌合型土豌的卬场 喀经 1*20 1 寨 K4 .士用硫酸分解-复盐沉淀 主要用于处理独居石精矿。独居石为磷酸盐矿物，是生产稀土和社的重要原料，通常含 RE2O355%, 6、ThO23%10%、U3O8约0.3%、P2O5约25%，另外还含少量钛、铁、错、硅等杂质。独居石主要含 轻稀土元素，中稀土、重稀土只占稀土总量的8%10%,产于澳大利亚、印度、巴西。中国每年生产独居石约2

9、200t。硫酸分解一复盐沉淀是从独居石提取稀土的传统工艺，独居石精矿和浓硫酸在铸铁搅拌槽中加热到473K温度后分鲤24h,大部分稀土促转化成可溶性的硫酸盐。用水浸出分解产物所得的硫酸稀土溶液的主要成分为：主要成分RE2O3ThO2U3O8含量（质量浓度p）/g?L-1约50670.4主要成分P2O5Fe2O3H +含量（质量浓度p）/g?L-125232.5mol/L从这种浸出溶液中提取稀土、社和铀最常用的是硫酸钠复盐沉淀法。硫酸钠复盐沉淀法是用硫酸钠或氯化钠沉淀剂使稀土和社以3Na2SO4?RE2（so4）3?4H2O?0.09Th（SO4）2复盐沉淀析出。接着用 NaOH将稀土和社转化成氢

10、氧化物，然后用盐酸优先溶出稀土。所得氯化稀土溶液经减压浓缩、冷却结晶产出氯化稀土（图2）。社富集物送提社处理。硫酸分解一复盐沉淀工艺可以处理品位较低的独居石精矿，具有对原料适应性强、生产成本低等优点，但放射性元素社、铀在流程中分散，较难回收。近来有人用伯胺从硫酸稀土溶液中首先萃取牡，然后再用硫酸复盐沉淀法回收纯净的稀 土，这种方法更有利于稀土和社的提取。B 2 法分修独居石流基GQSOSQrCOM氧化焙烧硫酸浸出主要用于从氟碳铀矿精矿中提取稀土。中国山东微山湖畔和四川冕宁蕴藏着丰富的氟碳铀矿，与美国芒廷帕斯(Mountain Pass)产的氟碳铀矿相似，矿物粒度粗，易选别，精矿中的花203达6

11、0%左右，含磷低，容易提取。美国铝矿公司(Molycorp Inc.)采用氧化焙烧一盐酸浸出分解氟碳铀矿，生产氯化稀土和锦富集物已有30多年历史，稀土产量占世界稀土总产量的30 %以上。氟碳铀矿(REFCO3)在773873K温度的氧化焙烧过程中，即分解放出CO2,生成稀土氧化物和氟氧化物，三价铈被氧化为四价，难溶的氟碳铀矿转变成可溶性产物。盐酸浸出过程中可以利用三价稀土和四价铀的性质差别而将铺 作为氟化物和氧化物富集于渣中，富铺渣中的CeO2/RE2O3可达到85%90%。但富锦渣还含有重晶石、萤石和独居石等杂质，用此渣生产铀产品时，因需要除去这些杂质而致使流程复杂化。美国铝矿公司的产品主要是氧化铺、氧化杉和富例氢氧化甲物，因此要先除去大量铺，以利于单一稀土的萃取分离。耙I送Y小物碉漏相工竹陆士I-p-三叼匕也用化学彷问收稀土20 世纪 60 年代中国开发的氧化焙烧一硫酸浸出氟碳铈矿精矿分解工艺（图 3） ，能使稀土全部进入酸浸出液。在773873K温度下焙烧氟碳铺矿时，Ce3+被氧化为ce4+。用含硫酸1.251.5mol/L溶液浸出焙烧矿时，焙烧矿中Ce4+与F-形成稳定的配位离子CeF62-进入溶液，C+与F-的结合不但防止了氟化稀土生成沉淀物，还促进了焙烧矿中氟化稀土的溶解。当溶液中存在CeF62- 时，氟起着加速难溶二氧化铈溶解的作用。以上两种作用互相