權(quán)利要求

1.離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)磨粉、調(diào)漿 將除雜池池底的除雜渣用磨粉機進行磨粉，將磨粉后的除雜渣放到儲渣池，加入清水進行調(diào)漿； (2)酸浸 在儲渣池中加入酸，邊加入酸邊鼓入壓縮空氣進行攪拌，控制池中的pH值進行反應(yīng)； (3)洗滌 在除渣池中加入清水進行洗滌，同時進行攪拌，將渣中被酸浸后產(chǎn)出的酸稀土洗滌進入上清液，洗滌產(chǎn)生的上清液抽取至調(diào)節(jié)池； (4)調(diào)節(jié)pH值 在調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)上清液的pH值，調(diào)節(jié)pH值后產(chǎn)生的沉淀返回儲渣池進行酸浸處理，回收其中的稀土； (5)稀土產(chǎn)品沉淀 將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，用酸將里面的稀土進行沉淀，壓濾后得到離子型混合稀土酸鹽產(chǎn)品； (6)中和 將沉淀稀土產(chǎn)品后的上清液進行中和，即作為清水返回至洗滌作業(yè)循環(huán)使用，中和產(chǎn)生的沉淀渣壓濾后當(dāng)做廢泥送制磚廠作為制磚原料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(1)中磨粉的粒度控制為小于100目。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(1)中按渣水比為1:1.2～1.4加入清水進行調(diào)漿。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述酸為硫酸，硫酸的濃度為98％。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(2)中控制池中的pH值在2～2.5。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(2)中控制池中的pH值進行反應(yīng)的時間為5.5～6.3小時。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(3)中在除渣池中加入清水后渣水比為1:8～1:10。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(3)中進行多次酸浸--洗滌循環(huán)操作，直到渣頭中的稀土含量降至0.25％以下，把含量在0.25％以下的渣頭進行壓濾，當(dāng)廢泥送至制磚廠作為制磚原料。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(4)中在調(diào)節(jié)池中加入石灰或氫氧化鈉，調(diào)節(jié)上清液的pH值至4.2～4.4。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，其特征在于，步驟(5)中沉淀過程中控制pH值在2～2.5，酸用量為1.7～2t/tREO，所述酸為草酸。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦渣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)行的離子型稀土礦山生產(chǎn)中，無論是采用銨鹽浸出工藝或是鎂鹽浸出工藝，在除雜過程中都會產(chǎn)生大量除雜渣，其中的稀土(REO)含量為1.5～2.5％。目前，離子型稀土礦山的除雜渣都是廉價出售到專門的稀土渣處理廠與其他類型的高品位稀土渣混合處理，或是直接送給制磚廠當(dāng)做制磚原料，導(dǎo)致了稀土的浪費，降低了稀土選礦回收率，也降低了稀土礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，以解決如何提高稀土選礦回收率的問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，包括以下步驟：

(1)磨粉、調(diào)漿

將除雜池池底的除雜渣用磨粉機進行磨粉，將磨粉后的除雜渣放到儲渣池，加入清水進行調(diào)漿；

(2)酸浸

在儲渣池中加入酸，邊加入酸邊鼓入壓縮空氣進行攪拌，控制池中的pH值進行反應(yīng)；

(3)洗滌

在除渣池中加入清水進行洗滌，同時進行攪拌，將渣中被酸浸后產(chǎn)出的酸稀土洗滌進入上清液，洗滌產(chǎn)生的上清液抽取至調(diào)節(jié)池；

(4)調(diào)節(jié)pH值

在調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)上清液的pH值，調(diào)節(jié)pH值后產(chǎn)生的沉淀返回儲渣池進行酸浸處理，回收其中的稀土；

(5)稀土產(chǎn)品沉淀

將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，用酸將里面的稀土進行沉淀，壓濾后得到離子型混合稀土酸鹽產(chǎn)品；

(6)中和

將沉淀稀土產(chǎn)品后的上清液進行中和，即作為清水返回至洗滌作業(yè)循環(huán)使用，中和產(chǎn)生的沉淀渣壓濾后當(dāng)做廢泥送制磚廠作為制磚原料。

優(yōu)選地，步驟(1)中磨粉的粒度控制為小于100目。

優(yōu)選地，步驟(1)中按渣水比為1:1.2～1.4加入清水進行調(diào)漿。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述酸為硫酸，硫酸的濃度為98％。

優(yōu)選地，步驟(2)中控制池中的pH值在2～2.5。

優(yōu)選地，步驟(2)中控制池中的pH值進行反應(yīng)的時間為5.5～6.3小時。

優(yōu)選地，步驟(3)中在除渣池中加入清水后渣水比為1:8～1:10。

優(yōu)選地，步驟(3)中進行多次酸浸--洗滌循環(huán)操作，直到渣頭中的稀土含量降至0.25％以下，把含量在0.25％以下的渣頭進行壓濾，當(dāng)廢泥送至制磚廠作為制磚原料。

優(yōu)選地，步驟(4)中在調(diào)節(jié)池中加入石灰或氫氧化鈉，調(diào)節(jié)上清液的pH值至4.2～4.4。

優(yōu)選地，步驟(5)中沉淀過程中控制pH值在2～2.5，酸用量為1.7～2t/tREO，所述酸為草酸。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明產(chǎn)出的廢渣中的稀土含量小于0.25％，可以當(dāng)做廢泥直接送制磚廠作為制磚原料使用；所有工業(yè)用水均在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不會對外界環(huán)境造成污染。

(2)本發(fā)明提出了新的工藝流程，將其中的稀土資源進行回收，產(chǎn)出離子型混合稀土草酸鹽礦產(chǎn)品，礦山的稀土選礦回收率可達82％以上，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的離子型稀土礦山除雜渣的處理工藝流程圖。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

一、除雜渣硫酸浸出及稀土產(chǎn)品沉淀研究

(一)除雜渣硫酸浸出

1、原理

除雜渣中稀土以碳酸鹽沉淀或氫氧化物沉淀的形式存在，可用酸從固相溶解入液相，再通過草酸沉淀法回收。常用的無機酸有硝酸、鹽酸和硫酸。硝酸價格較高且氧化性較強，對設(shè)備要求較高；鹽酸和硫酸雖然都能有效地溶解稀土，但目前離子型稀土礦山在用的生產(chǎn)工藝中主要用硫酸銨作為浸出劑，從與生產(chǎn)主流程適應(yīng)的角度出發(fā)，選擇硫酸作為浸出劑更合適。

硫酸從除雜渣中浸出稀土和鋁的反應(yīng)式為：

RE 2(CO 3) 3+3H 2SO 4→RE 2(SO 4) 3+3H 2O+3CO 2↑

2RE(OH) 2+3H 2SO 4→RE 2(SO 4) 3+2H 2O

2、試驗方法

將除雜試驗產(chǎn)出的沉淀(除雜渣)烘干后，每次取200g裝入燒杯，加入30ml清水調(diào)漿，然后用濃硫酸進行浸出，攪拌后靜置30分鐘，最后用400ml清水分兩次進行洗滌，過濾后得到含稀土的洗滌液。控制不同的硫酸浸出過程pH值，分別測定除雜渣及洗滌液中稀土的含量，計算各自的稀土總量，進而計算出稀土回收率，以確定合適的酸浸過程pH值。

3、試驗結(jié)果與討論

在浸出溫度為常溫、加入硫酸濃度為98％、浸出時間為30分鐘的條件下，控制加入硫酸的量使過程pH分別為3.5、3、2.5、2、1.5，分別計算稀土回收率，進而確定pH對除雜渣中稀土回收率的影響，實驗結(jié)果如下表所示。

從上表試驗結(jié)果可以看出，隨著加入硫酸量的增大，pH值不斷降低，稀土的回收率不斷在提高，在pH達到2后保持基本平衡。加入硫酸量越大，pH值越低，與除雜渣中稀土反應(yīng)的H +越多，反應(yīng)越完全，稀土的回收率就越高；但硫酸加入量進一步增大至H +相對過量，此時可溶性稀土已完全溶解進入溶液，稀土回收率不再提高。同時，隨著硫酸加入量進一步增大，會顯著提高雜質(zhì)離子浸出率，不利于后期的稀土回收及提純。此外，加入硫酸量越大，pH值越低，其揮發(fā)性和腐蝕性越強，對設(shè)備的耐腐蝕要求越高，也不利于生產(chǎn)。綜合考慮，確定控制酸浸過程的最佳pH為2，此時除雜渣中的稀土回收率已基本為最高值，可達到85.9％，可指導(dǎo)最佳工藝，獲得最佳的經(jīng)濟效益。

(二)稀土產(chǎn)品沉淀原理

將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，加入草酸將里面的稀土進行沉淀，沉淀反應(yīng)如下：

RE 2(SO 4) 3+3H 2C 2O 4·2H 2O→RE 2(C 2O 4) 3·nH 2O↓+3H 2SO 4

當(dāng)控制pH在2至2.5時，稀土可與草酸反應(yīng)生成草酸稀土沉淀，而鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)在此pH條件下呈離子狀態(tài)存在于溶液中，達到稀土與雜質(zhì)分離的目的。pH不在2至2.5時，其他的雜質(zhì)沉淀增多，不利于獲得較純的產(chǎn)品。

沉淀經(jīng)壓濾后即得到離子型混合稀土草酸鹽產(chǎn)品。

下面通過更具體的實施例加以說明。

實施例1

如圖1所示，一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，包括以下步驟：

1、磨粉、調(diào)漿

將除雜池池底的除雜渣(稀土含量1.6％)用磨粉機進行磨粉，粒度控制為小于100目，將磨粉后的除雜渣放到儲渣池，按渣水比1:1.2加入清水進行調(diào)漿。

2、酸浸

在儲渣池中緩慢加入工業(yè)硫酸(濃度為98％)，邊加入硫酸邊鼓入壓縮空氣進行攪拌，控制池中的pH值在2.5，除雜渣中含稀土品位越高，控制pH值越低，注意應(yīng)使渣頭顏色稍微變成淡紅色為好。反應(yīng)時間6.1小時。

3、洗滌

在除渣池中加入清水進行洗滌(渣水比為1:8)，同時進行攪拌，將渣中被酸浸后產(chǎn)出的硫酸稀土洗滌進入上清液，洗滌產(chǎn)生的上清液抽取至調(diào)節(jié)池?？梢赃M行多次酸浸--洗滌循環(huán)操作，直到渣頭中的稀土含量降至0.25％。把含量在0.25％的渣頭進行壓濾，當(dāng)廢泥送至制磚廠作為制磚原料。

4、調(diào)節(jié)pH

在調(diào)節(jié)池中加入石灰或氫氧化鈉，將上清液的pH調(diào)至4.4。調(diào)節(jié)pH后產(chǎn)生的沉淀返回儲渣池進行酸浸處理，回收其中的稀土。

5、稀土產(chǎn)品沉淀

將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，用草酸將里面的稀土進行沉淀，壓濾后得到離子型混合稀土草酸鹽產(chǎn)品。沉淀過程中控制pH值在2.5，草酸用量為1.8t/tREO。

6、中和

沉淀稀土產(chǎn)品后的上清液加石灰進行中和至pH為6.2，即可作為清水返回至洗滌作業(yè)循環(huán)使用，中和產(chǎn)生的沉淀渣壓濾后當(dāng)做廢泥送制磚廠作為制磚原料。

實施例2

如圖1所示，一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，包括以下步驟：

1、磨粉、調(diào)漿

將除雜池池底的除雜渣(稀土含量1.8％)用磨粉機進行磨粉，粒度控制為小于100目，將磨粉后的除雜渣放到儲渣池，按渣水比1:1.3加入清水進行調(diào)漿。

2、酸浸

在儲渣池中緩慢加入工業(yè)硫酸(濃度為98％)，邊加入硫酸邊鼓入壓縮空氣進行攪拌，控制池中的pH值在2，除雜渣中含稀土品位越高，控制pH值越低，注意應(yīng)使渣頭顏色稍微變成淡紅色為好。反應(yīng)時間6小時。

3、洗滌

在除渣池中加入清水進行洗滌(渣水比為1:9)，同時進行攪拌，將渣中被酸浸后產(chǎn)出的硫酸稀土洗滌進入上清液，洗滌產(chǎn)生的上清液抽取至調(diào)節(jié)池?？梢赃M行多次酸浸--洗滌循環(huán)操作，直到渣頭中的稀土含量降至0.22％。把含量在0.22％的渣頭進行壓濾，當(dāng)廢泥送至制磚廠作為制磚原料。

4、調(diào)節(jié)pH

在調(diào)節(jié)池中加入石灰或氫氧化鈉，將上清液的pH調(diào)至4.3。調(diào)節(jié)pH后產(chǎn)生的沉淀返回儲渣池進行酸浸處理，回收其中的稀土。

5、稀土產(chǎn)品沉淀

將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，用草酸將里面的稀土進行沉淀，壓濾后得到離子型混合稀土草酸鹽產(chǎn)品。沉淀過程中控制pH值在2，草酸用量為1.9t/tREO。

6、中和

沉淀稀土產(chǎn)品后的上清液加石灰進行中和至pH為7，即可作為清水返回至洗滌作業(yè)循環(huán)使用，中和產(chǎn)生的沉淀渣壓濾后當(dāng)做廢泥送制磚廠作為制磚原料。

實施例3

如圖1所示，一種離子型稀土礦山除雜渣的處理方法，包括以下步驟：

1、磨粉、調(diào)漿

將除雜池池底的除雜渣(稀土含量2％)用磨粉機進行磨粉，粒度控制為小于100目，將磨粉后的除雜渣放到儲渣池，按渣水比1:1.4加入清水進行調(diào)漿。

2、酸浸

在儲渣池中緩慢加入工業(yè)硫酸(濃度為98％)，邊加入硫酸邊鼓入壓縮空氣進行攪拌，控制池中的pH值在2.5，除雜渣中含稀土品位越高，控制pH值越低，注意應(yīng)使渣頭顏色稍微變成淡紅色為好。反應(yīng)時間5.8小時。

3、洗滌

在除渣池中加入清水進行洗滌(渣水比為1:10)，同時進行攪拌，將渣中被酸浸后產(chǎn)出的硫酸稀土洗滌進入上清液，洗滌產(chǎn)生的上清液抽取至調(diào)節(jié)池。可以進行多次酸浸--洗滌循環(huán)操作，直到渣頭中的稀土含量降至0.24％。把含量在0.24％的渣頭進行壓濾，當(dāng)廢泥送至制磚廠作為制磚原料。

4、調(diào)節(jié)pH

在調(diào)節(jié)池中加入石灰或氫氧化鈉，將上清液的pH調(diào)至4.2。調(diào)節(jié)pH后產(chǎn)生的沉淀返回儲渣池進行酸浸處理，回收其中的稀土。

5、稀土產(chǎn)品沉淀

將調(diào)節(jié)池中的上清液抽取至產(chǎn)品沉淀池，用草酸將里面的稀土進行沉淀，壓濾后得到離子型混合稀土草酸鹽產(chǎn)品。沉淀過程中控制pH值在2.5，草酸用量為2t/tREO。

6、中和

沉淀稀土產(chǎn)品后的上清液加石灰進行中和至pH為6.5，即可作為清水返回至洗滌作業(yè)循環(huán)使用，中和產(chǎn)生的沉淀渣壓濾后當(dāng)做廢泥送制磚廠作為制磚原料。

對比例1

采用中國專利申請文獻“一種降低稀土渣放射性的回收處理方法(公開號：CN111575485A)”中實施例2的方法降低稀土渣放射性的回收處理。

統(tǒng)計實施例1-3和對比例1方法獲得的稀土回收率，結(jié)果如下表所示：

由上表可知，采用本發(fā)明新的工藝流程，將其中的稀土資源進行回收，產(chǎn)出離子型混合稀土草酸鹽礦產(chǎn)品，礦山的稀土選礦回收率可達82％以上，比現(xiàn)有技術(shù)(對比文件1)獲得的回收率至少提高17.2％，可見本發(fā)明的新工藝具有顯著的進步，其中實施例2為最優(yōu)實施例，有利于指導(dǎo)最佳的工藝，獲得最佳的經(jīng)濟效益。

盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實施例及其等同物。

離子型稀土礦山除雜渣的處理方法.pdf