从包钢选矿厂尾矿中回收稀土的工艺研究.pdf

从包钢选矿厂尾矿中回收稀土的工艺研究 于秀兰1，郎晓川1，王之昌2 摘要：研究了包钢选矿厂尾矿经／dct,或Mgo脱氟后加碳氯化提取稀土的反应原理和工艺，考察了碳热氯化 反应时间和脱氟剂对稀土提取率的影响。结果表明：700。C碳热氯化2h，在脱氟剂A1CI，存在下，稀土提取率可达 77％；在脱氟剂M90存在下，稀土提取率可达84％。 关键词：尾矿；碳热氯化；脱氟剂；稀土 中图分类号：TF845文献标识码：A文章编号：1000-6532(2009)0443038-04 白云鄂博矿是世界上罕见的铁、稀土、铌等大型 由于氯的活性强，因而对矿石的分解率高，金属回收 的多金属共生矿，但呈“贫、杂、多、细”四大特征，造 率高。同时，许多金属氯化物的沸点均较低，而且它 们的沸点有一定差距，因而可利用蒸气压的不同进 成矿物难选难冶…。20世纪80一90年代，包钢与 长沙矿冶研究院共同开展的弱磁一强磁一浮选工艺 行分离提纯。由于包钢选矿厂尾矿中含有大量非稀 试验，获冶金部科技成果特等奖，取得铁的回收率为 土元素，其稀土含量仅为7％左右，故本文采用加碳 79％一80％、稀土的回收率约20％的好成绩。但每氯化法分解包钢选矿厂尾矿，从尾矿中提取稀土。 年仅从强磁尾矿中流失的稀土氧化物就高达23．8 为了使尾矿中稀土得以充分回收，提高稀土的回收 万t，大量的稀土白白地流入尾矿，造成稀土资源的 率，本文加入了不同的脱氟剂，探索了不同脱氟剂下 巨大浪费。另外，包钢白云鄂博铁矿经过近46年的 尾矿的氯化反应机理。 开采，排出尾矿约为1．5亿t，其中含稀土氧化物 1 实 验 900万t。该矿主矿区现已开采三分之一，按今后的 开采速度，再过30年，主东矿铁矿区的稀土将被开 1．1 实验原料 采完。因此，保护包头稀土资源，造福子孙后代刻不 本实验所选用的原料为内蒙古包钢选矿厂尾 容缓旧J。这就要求我们充分利用尾矿坝中的稀土 矿。其主要化学成分如表l所示。由表l可知，该 资源，以保持中国稀土资源的长久优势。碳热氯化 尾矿中稀土氧化物含量为7．43％。非稀土元素为 法是从矿石中提取稀有元素的一种重要方法口qJ。 Mn、Ba、Ca、AI、Fe、Mg、K、Na、Si、Nb和P等。 表l 包钢选矿厂尾矿的主要化学成分／％ 11陀 REONb2qMnOBaO CaO M如 Si02 l(20 Na20 F 鸲03 P 13．46 7．43 0．151 3．13 2．33 20．98 5．1 13．79 0．89 O．98 9．98 O．96 1．56 1．2 实验原理 合稀土中的氟碳酸盐受热分解，稀土氟碳酸盐在心 稀土矿物的氯化反应是一个多相复杂反应，包 保护下分解产物为稀土氟氧化物，同时释放CO：气 括矿石的分解反应、氯化反应和脱氟反应。首先混 体。 收稿日期：2008．12-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目；辽宁省教育厅科学研究资助项目 作者简介：于秀兰(1964一)，女，副教授，博士，主要从事稀土冶金及稀土显色剂的合成与应用方面的研究。 万方数据 第4期 于秀兰等：从包钢选矿厂尾矿中回收稀土的工艺研究 。39· (1) (2／3)AlF3(8) (14) REFC03(8)一REOF(B)+C02(g) 然后稀土磷酸盐和氟碳酸盐分解反应生成的稀 土氟氧化物在活性炭存在的条件下与氯气反应，方 (8) (15) 程式如下： (g) (16) REO