综合回收白云鄂博弱磁尾矿中铁、稀土、氟和磷的研究

1、综合回收白云鄂博弱磁尾矿中铁、稀土、氟和磷的研究白云鄂博矿是世界上罕见的铁、稀土、铌等元素共生的大型多金属矿床,由于其具有元素和矿物组成多、品位低、有用矿物粒度细、矿石种类繁杂等特点,给矿物的分离、提取带来了很多困难。目前工业上应用“弱磁强磁浮选”的选矿工艺,资源回收率不高。因此,开发研究综合回收利用白云鄂博资源的新工艺对我国的稀土工业具有重要的意义。本文以白云鄂博弱磁尾矿为原料,构思了一个从白云鄂博弱磁尾矿中回收铁、稀土、氟和磷的选冶联合新流程,并对选冶联合流程的工艺条件和反应机理进行了研究。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、矿物解离分析仪、激光粒度分布仪和电子探针等检测技术,研究了白云鄂博弱

2、磁尾矿的工艺矿物学特征。结果表明:白云鄂博弱磁尾矿矿物粒度较细，小于75m的矿物颗粒占90.75%;主要回收矿物中赤铁矿的颗粒全部在10小仙m以上,98.61%的氟碳铀矿颗粒粒度大于10仙以m,95.62%的独居石颗粒粒度大于10仙m,99.92%的萤石颗粒粒径在10仙m以上，磷灰石颗粒粒度都分布在10m以上的易选粒径范围；有价元素品位较低，其中铁(TFe)、稀土(REO)、氟(F)和磷(P205)含量分别为14.38%、9.60%、12.57%?口3.53%;铁主要赋存于赤铁矿中,稀土主要赋存在氟碳铈矿和独居石中,氟主要赋存在萤石和氟碳铈矿中,磷主要赋存在磷灰石和独居石中;脉石矿物较多,主要

3、脉石矿物有钠辉石、钠闪石、石英、重晶石、白云石和云母类矿物等。根据尾矿工艺矿物学性质,提出了“重选浮选一步法焙烧弱磁选盐酸浸出”的选冶联合流程。重选实验结果表明:97.77%的稀土和93.39%的铁可以选入重选精矿中,77.21%的氟和59.99%的磷选入重选尾矿中;重选尾矿浮选回收萤石结果表明：通过“一粗二精”的闭路实验，可得到品位(CaF2)为81.86%、作业回收率为92.68%的萤石精矿;浮选萤石后的尾矿用于浮选回收磷灰石,通过“一粗一精一扫”的闭路实验,可以得到品位(以Ca5(P04)3F计)为54.38%、作业回收率为93.61%的磷灰石精矿。采用同步热分析技术和X射线衍射技术研究

4、了一步法焙烧重选精矿过程中所发生的化学反应,并进行热力学分析。结果表明:赤铁矿还原为磁铁矿的反应和稀土矿物分解反应在650均可发生。通过单因素实验,得到了一步法焙烧的优化工艺条件:焙烧温度650:,焙烧时间60min,煤加入量4%,Ca(OH)2加入量6%,NaO加入量2%在该优化工艺条件下,稀土浸出率可以达到93.14%,赤铁矿还原率可达到2.31。将优化条件下的焙烧矿进行弱磁选实验，通过阶段磨矿，一次粗选(200mT)和一次精选(100mT),得到了全铁品位为72.35%、全铁回收率为86.28%的磁选精矿;98.86%的稀土富集到磁选尾矿中,磁选尾矿中稀土品位提高到24.30%。采用扫描

5、电子显微镜和X射线衍射技术研究了一步法焙烧过程中赤铁矿还原、氟碳铈矿和独居石分解的反应机理,结果表明:赤铁矿、氟碳铈矿和独居颗粒均按照由外及内的顺序逐渐反应；物相变化规律分别为：Fe203fFe3O4,REFCO3REOF+REO+CaFREO+CaF2,REPO4Ca3(PO4)2+RE0RE0+Ca5(P04)3F利用未反应核模型研究了一步法焙烧过程赤铁矿还原和稀土矿分解的反应动力学,发现赤铁矿还原和稀土矿分解的动力学模型均可用未反应核模型进行表征，赤铁矿还原反应速度受化学反应控制，表观活化能为48.22kJmol-1;稀土矿分解反应速度受固体产物层扩散控制，表观活化能为13.80kJ-m

6、ol-1。研究了盐酸柠檬酸混合酸从弱磁选尾矿中浸出磷灰石和酸浸液碱化回收磷的工艺条件，得到了磷浸出的优化工艺条件：盐酸浓度为0.50molL-1、柠檬酸浓度0.05molL-1浸出温度40C、液固比10:1、搅拌速度200rmin-1、浸出时间50min,在此条件下,磷的浸出率为97.36%;碱化回收磷的优化工艺条件:pH值为9.5、温度20、时间30min,在此条件下,磷的回收率可以达到98.55%。研究了盐酸从浸磷渣中回收稀土的工艺条件,结果表明:在盐酸浓度为3.50molL-1、浸出温度为50C、浸出时间70min、液固比10:1、搅拌速度200rmin-1的条件下,稀土的浸出率可以达到97.42%。研究了白云鄂博弱磁尾矿中有价元素在选冶联合流程的分布,结果表明:全铁的总回收率为80.57%,稀土的总回收率为91.04%,氟的总回收率为71.59%,磷的总回收率为91.83%。同时对铌、钪和钍进行了追踪,发现79.63%的铌(Nb2O5)、50.48%的钪(Sc2O3)和81.44%的社(ThO2)在稀土浸渣中得到富集。选冶联合流程兼顾了铁、稀土、氟和磷的回收,同时使铌、钪和钍富集到