技术摘要：
本发明公开了一种稀土精矿的分解方法，包括以下步骤：将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A在添加浓硫酸的情况下进行二次焙烧，得到焙烧矿B。本发明的分解方法可获得较高的稀土分解率。
背景技术：
包头稀土精矿中以氟碳铈矿和独居石为主。目前，对于分解包头稀土精矿的工艺， 主要采用浓硫酸分解工艺和烧碱分解工艺，其中，利用浓硫酸分解工艺分解包头稀土精矿 占绝大多数。浓硫酸分解工艺的浓硫酸用量大，焙烧温度较高，浓硫酸分解造成焙烧尾气产 生量大。 现有技术中通常采用稀土精矿与浓硫酸混合后进行焙烧的工艺。例如，将浓硫酸 与稀土精矿以重量比为1.2～1.7:1混合，150～330℃下焙烧(王秀艳、马莹，“包头稀土精矿 硫酸低温焙烧分解工艺研究”，稀土，2003年，24卷第4期)。又如，CN1847419A公开了一种稀 土精矿的分解方法：将稀土精矿与浓硫酸按1:1～1.4的比例进行混合，先在100～320℃焙 烧1～7小时，再于600～850℃焙烧1～4小时。该专利文献中焙烧温度高，且未提及稀土分解 率。再如，CN104561539A公开了一种稀土精矿硫酸分步焙烧方法：将稀土精矿与浓硫酸按重 量比1:1～1.3混合，造粒后的颗粒进入一段焙烧窑，在130～260℃焙烧2小时以上，使精矿 中的氟元素溢出，回收氢氟酸，固体物料在第二段焙烧窑中于400～600℃焙烧2小时以上， 分解产生的硫酸气体经吸收后回收硫酸，获得的焙烧矿进入下一工序。该专利文献中焙烧 温度较高，增加了成本。此外，CN106756128A公开了一种低酸耗混合稀土精矿浓硫酸分解的 方法：将焙烧尾气吸收酸(即氟酸和硫酸混合酸)与稀土精矿在20～60℃混合浸泡30～ 60min，固液分离后，将浸泡后的精矿与浓硫酸按照精矿的干矿重量与浓硫酸重量比例为 0.9～1.1:1混合焙烧，控制焙烧前端温度在300℃，后端温度为600℃，获得焙烧产物。该专 利文献中焙烧温度仍较高，稀土分解率仍待提高。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种稀土精矿的分解方法。本发明的分解方法与现有 技术的工艺不同，本发明的分解方法是在不添加浓硫酸的情况下进行一次焙烧，得到焙烧 矿，然后将焙烧矿与浓硫酸混合后再焙烧，然后再进行后处理。本发明的分解方法可以获得 较高的稀土分解率。并且，本发明不额外添加铁粉。此外，本发明的分解方法可以在保持与 现有工艺相同的稀土分解率的基础上减少浓硫酸的用量。本发明的目的是通过如下技术方 案实现的。 本发明提供一种稀土精矿的分解方法，其包括以下步骤： (1)将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行一次焙烧20～ 70min，得到焙烧矿A； (2)将焙烧矿A在添加浓硫酸的情况下进行二次焙烧，得到焙烧矿B。 现有技术中，一般将稀土精矿与浓硫酸形成的混合物进行焙烧。本发明则意外地 发现，通过直接将稀土精矿进行焙烧(不加入浓硫酸)，然后再加入浓硫酸进行焙烧，可以保 3 CN 111549216 A 说 明 书 2/7 页 证较高的稀土分解率。此外，还可以保持与现有工艺(即传统工艺)相同的稀土分解率的基 础上减少浓硫酸的用量。 本发明的稀土精矿可以为混合稀土精矿，优选为包头白云鄂博稀土精矿。其稀土 品味为50～60％。稀土精矿的含水量为0～3％。 根据本发明的一个实施方式，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350 ℃下进行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A。根据本发明的分解方法，优选地，一次焙烧的 温度为200～350℃。本发明发现，若温度太高，则会导致稀土收率降低。根据本发明的分解 方法，优选地，一次焙烧的时间为30～60min。尽管原理尚不清楚，我们猜测一次焙烧可以将 稀土精矿中的含碳物质去除，从而可以达到在保持与现有工艺的相同稀土分解率的基础 上，减少浓硫酸消耗量。 根据本发明的分解方法，优选地，步骤(2)中，还包括将焙烧矿A与浓硫酸混合后静 置20～60min，静置后再进行二次焙烧；二次焙烧过程中添加的浓硫酸的浓度为90wt％以 上。合适的硫酸浓度可以保证稀土较为充分地分解且减少废气。在本发明中，将焙烧矿A与 浓硫酸混合后可以静置20～60min，优选为静置25～45min。本发明意外发现，通过将焙烧矿 A与浓硫酸混合后进行静置20～60min，可以提高稀土分解率。本发明还不清楚具体的原因。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中添加的浓硫酸浓度为92～ 98wt％。在某些实施方案中，二次焙烧过程中添加的浓硫酸的浓度为92～95wt％。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧的温度为210～460℃，二次焙烧的时间 为50～140min。根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧的温度为240～450℃，二次焙烧 的时间为60～120min。合适的二次焙烧温度和时间可以保证稀土充分分解，提高稀土分解 率。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1: 0.88～1.3。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1: 0.9～1.15。这样可以在确保较高的稀土分解率的同时，一定程度上减少浓硫酸的用量。根 据本发明的一个实施方式，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.9～1.1。 根据本发明的一个实施方式，将焙烧矿A与92wt％的浓硫酸混合，并在210～460℃ 下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。其中，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.88～ 1.2。根据本发明的另一个实施方式，将焙烧矿A与92wt％的浓硫酸混合，并在240～450℃下 进行二次焙烧60～120min，得到焙烧矿B。其中，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.9～1.1。 本发明发现，采用本发明的分解方法，稀土分解率在92％以上，比如可达95％以 上，浓硫酸的用量可为稀土精矿重量的0.9～1.2倍。而且，采用本发明的分解方法，当浓硫 酸的用量为稀土精矿重量的1.3倍时，稀土分解率可达97％以上(而传统工艺只有91.6％)。 并且，本发明不额外添加铁粉，成本降低。若将稀土精矿与浓硫酸按照现有工艺(传统工艺) 直接混合焙烧，浓硫酸的用量需达到稀土精矿重量的1.4～1.5倍，才能获得大于92％的稀 土分解率。虽然很多文献中记载浓硫酸的用量也可以为稀土精矿重量的0.9～1.1倍，但现 有的实际运行的工艺中，浓硫酸的用量基本为稀土精矿重量的1.4～1.5倍，才能达到92％ 以上的稀土分解率。因此，本发明在一定程度上可以减少浓硫酸的用量。 在某些实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行 4 CN 111549216 A 说 明 书 3/7 页 一次焙烧20～70min得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在210～460℃ 下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。 在另一些实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350℃下进 行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在230～ 460℃下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。 在再一些优选的实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350 ℃下进行一次焙烧30～60min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在 240～450℃下进行二次焙烧60～120min，得到焙烧矿B。 本发明意外地发现，可以将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下直接进行一次焙 烧，焙烧结束后将一次焙烧产物与浓硫酸混合，再进行二次焙烧。这样可以获得较高的稀土 分解率。并且在使用与现有工艺相同用量的浓硫酸的情况下，采用本发明的分解方法，稀土 分解率可达97.8％(传统工艺只有91.6％)。 根据本发明的分解方法，优选地，还包括以下步骤：(3)将焙烧矿B用水浸取，过滤， 得到滤渣I和浸液I；将浸液I用含有氨水的混合物中和至pH为4～5，然后过滤，得到浸液II 和滤渣II。浸液II即为含稀土硫酸盐的溶液，用于下游萃取分离工序。 在某些实施方案中，含氨水的混合物为氧化镁、氨水、碳酸氢铵的混合物，三者的 重量比为(0.1～1):(1～5)：(0.5～2)。在另一些实施方案中，含氨水的混合物为氨水和碳 酸氢铵的混合物，二者的重量比为(1～6)：(0.5～3)。这样有利于提高稀土分解率。 焙烧矿B与水的用量之比可以为1kg:(7.5～8.5)L，优选为1kg:(8.0～8.2)L。浸取 时的温度可以为30～50℃，优选为35～45℃。浸取时间可以为2～3.5h，优选为2～3h。 将滤渣II用硫酸溶液洗涤，并过滤，过滤后得到的洗涤水用于焙烧矿B的浸取。硫 酸溶液的pH值为0.5～2，优选为0.5～1.5。在某些实施方案中，硫酸溶液用自来水、硫酸镁 废水处理过程中产生的回用水或硫酸铵废水处理过程产生的冷凝水配制。这样可以实现废 水再利用。 本发明将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下直接进行一次焙烧，然后再和浓硫酸 混合进行二次焙烧，可以保证较高的稀土分解率。根据本发明优选的技术方案，本发明在采 用与传统工艺同样用量的浓硫酸的情况下，稀土分解率可达97 .8％(而传统工艺只有 91.6％，)，稀土分解率大大提高。并且，本发明不额外添加铁粉。此外，采用本发明的分解方 法，在保持与传统工艺(现有工艺)的相同稀土分解率的基础上，还可以减少浓硫酸的用量。
本发明公开了一种稀土精矿的分解方法，包括以下步骤：将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A在添加浓硫酸的情况下进行二次焙烧，得到焙烧矿B。本发明的分解方法可获得较高的稀土分解率。
背景技术：
包头稀土精矿中以氟碳铈矿和独居石为主。目前，对于分解包头稀土精矿的工艺， 主要采用浓硫酸分解工艺和烧碱分解工艺，其中，利用浓硫酸分解工艺分解包头稀土精矿 占绝大多数。浓硫酸分解工艺的浓硫酸用量大，焙烧温度较高，浓硫酸分解造成焙烧尾气产 生量大。 现有技术中通常采用稀土精矿与浓硫酸混合后进行焙烧的工艺。例如，将浓硫酸 与稀土精矿以重量比为1.2～1.7:1混合，150～330℃下焙烧(王秀艳、马莹，“包头稀土精矿 硫酸低温焙烧分解工艺研究”，稀土，2003年，24卷第4期)。又如，CN1847419A公开了一种稀 土精矿的分解方法：将稀土精矿与浓硫酸按1:1～1.4的比例进行混合，先在100～320℃焙 烧1～7小时，再于600～850℃焙烧1～4小时。该专利文献中焙烧温度高，且未提及稀土分解 率。再如，CN104561539A公开了一种稀土精矿硫酸分步焙烧方法：将稀土精矿与浓硫酸按重 量比1:1～1.3混合，造粒后的颗粒进入一段焙烧窑，在130～260℃焙烧2小时以上，使精矿 中的氟元素溢出，回收氢氟酸，固体物料在第二段焙烧窑中于400～600℃焙烧2小时以上， 分解产生的硫酸气体经吸收后回收硫酸，获得的焙烧矿进入下一工序。该专利文献中焙烧 温度较高，增加了成本。此外，CN106756128A公开了一种低酸耗混合稀土精矿浓硫酸分解的 方法：将焙烧尾气吸收酸(即氟酸和硫酸混合酸)与稀土精矿在20～60℃混合浸泡30～ 60min，固液分离后，将浸泡后的精矿与浓硫酸按照精矿的干矿重量与浓硫酸重量比例为 0.9～1.1:1混合焙烧，控制焙烧前端温度在300℃，后端温度为600℃，获得焙烧产物。该专 利文献中焙烧温度仍较高，稀土分解率仍待提高。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种稀土精矿的分解方法。本发明的分解方法与现有 技术的工艺不同，本发明的分解方法是在不添加浓硫酸的情况下进行一次焙烧，得到焙烧 矿，然后将焙烧矿与浓硫酸混合后再焙烧，然后再进行后处理。本发明的分解方法可以获得 较高的稀土分解率。并且，本发明不额外添加铁粉。此外，本发明的分解方法可以在保持与 现有工艺相同的稀土分解率的基础上减少浓硫酸的用量。本发明的目的是通过如下技术方 案实现的。 本发明提供一种稀土精矿的分解方法，其包括以下步骤： (1)将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行一次焙烧20～ 70min，得到焙烧矿A； (2)将焙烧矿A在添加浓硫酸的情况下进行二次焙烧，得到焙烧矿B。 现有技术中，一般将稀土精矿与浓硫酸形成的混合物进行焙烧。本发明则意外地 发现，通过直接将稀土精矿进行焙烧(不加入浓硫酸)，然后再加入浓硫酸进行焙烧，可以保 3 CN 111549216 A 说 明 书 2/7 页 证较高的稀土分解率。此外，还可以保持与现有工艺(即传统工艺)相同的稀土分解率的基 础上减少浓硫酸的用量。 本发明的稀土精矿可以为混合稀土精矿，优选为包头白云鄂博稀土精矿。其稀土 品味为50～60％。稀土精矿的含水量为0～3％。 根据本发明的一个实施方式，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350 ℃下进行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A。根据本发明的分解方法，优选地，一次焙烧的 温度为200～350℃。本发明发现，若温度太高，则会导致稀土收率降低。根据本发明的分解 方法，优选地，一次焙烧的时间为30～60min。尽管原理尚不清楚，我们猜测一次焙烧可以将 稀土精矿中的含碳物质去除，从而可以达到在保持与现有工艺的相同稀土分解率的基础 上，减少浓硫酸消耗量。 根据本发明的分解方法，优选地，步骤(2)中，还包括将焙烧矿A与浓硫酸混合后静 置20～60min，静置后再进行二次焙烧；二次焙烧过程中添加的浓硫酸的浓度为90wt％以 上。合适的硫酸浓度可以保证稀土较为充分地分解且减少废气。在本发明中，将焙烧矿A与 浓硫酸混合后可以静置20～60min，优选为静置25～45min。本发明意外发现，通过将焙烧矿 A与浓硫酸混合后进行静置20～60min，可以提高稀土分解率。本发明还不清楚具体的原因。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中添加的浓硫酸浓度为92～ 98wt％。在某些实施方案中，二次焙烧过程中添加的浓硫酸的浓度为92～95wt％。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧的温度为210～460℃，二次焙烧的时间 为50～140min。根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧的温度为240～450℃，二次焙烧 的时间为60～120min。合适的二次焙烧温度和时间可以保证稀土充分分解，提高稀土分解 率。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1: 0.88～1.3。 根据本发明的分解方法，优选地，二次焙烧过程中焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1: 0.9～1.15。这样可以在确保较高的稀土分解率的同时，一定程度上减少浓硫酸的用量。根 据本发明的一个实施方式，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.9～1.1。 根据本发明的一个实施方式，将焙烧矿A与92wt％的浓硫酸混合，并在210～460℃ 下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。其中，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.88～ 1.2。根据本发明的另一个实施方式，将焙烧矿A与92wt％的浓硫酸混合，并在240～450℃下 进行二次焙烧60～120min，得到焙烧矿B。其中，焙烧矿A与浓硫酸的重量比为1:0.9～1.1。 本发明发现，采用本发明的分解方法，稀土分解率在92％以上，比如可达95％以 上，浓硫酸的用量可为稀土精矿重量的0.9～1.2倍。而且，采用本发明的分解方法，当浓硫 酸的用量为稀土精矿重量的1.3倍时，稀土分解率可达97％以上(而传统工艺只有91.6％)。 并且，本发明不额外添加铁粉，成本降低。若将稀土精矿与浓硫酸按照现有工艺(传统工艺) 直接混合焙烧，浓硫酸的用量需达到稀土精矿重量的1.4～1.5倍，才能获得大于92％的稀 土分解率。虽然很多文献中记载浓硫酸的用量也可以为稀土精矿重量的0.9～1.1倍，但现 有的实际运行的工艺中，浓硫酸的用量基本为稀土精矿重量的1.4～1.5倍，才能达到92％ 以上的稀土分解率。因此，本发明在一定程度上可以减少浓硫酸的用量。 在某些实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在190～360℃下进行 4 CN 111549216 A 说 明 书 3/7 页 一次焙烧20～70min得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在210～460℃ 下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。 在另一些实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350℃下进 行一次焙烧20～70min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在230～ 460℃下进行二次焙烧50～140min，得到焙烧矿B。 在再一些优选的实施方案中，将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下，在200～350 ℃下进行一次焙烧30～60min，得到焙烧矿A；将焙烧矿A与90wt％以上的浓硫酸混合，并在 240～450℃下进行二次焙烧60～120min，得到焙烧矿B。 本发明意外地发现，可以将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下直接进行一次焙 烧，焙烧结束后将一次焙烧产物与浓硫酸混合，再进行二次焙烧。这样可以获得较高的稀土 分解率。并且在使用与现有工艺相同用量的浓硫酸的情况下，采用本发明的分解方法，稀土 分解率可达97.8％(传统工艺只有91.6％)。 根据本发明的分解方法，优选地，还包括以下步骤：(3)将焙烧矿B用水浸取，过滤， 得到滤渣I和浸液I；将浸液I用含有氨水的混合物中和至pH为4～5，然后过滤，得到浸液II 和滤渣II。浸液II即为含稀土硫酸盐的溶液，用于下游萃取分离工序。 在某些实施方案中，含氨水的混合物为氧化镁、氨水、碳酸氢铵的混合物，三者的 重量比为(0.1～1):(1～5)：(0.5～2)。在另一些实施方案中，含氨水的混合物为氨水和碳 酸氢铵的混合物，二者的重量比为(1～6)：(0.5～3)。这样有利于提高稀土分解率。 焙烧矿B与水的用量之比可以为1kg:(7.5～8.5)L，优选为1kg:(8.0～8.2)L。浸取 时的温度可以为30～50℃，优选为35～45℃。浸取时间可以为2～3.5h，优选为2～3h。 将滤渣II用硫酸溶液洗涤，并过滤，过滤后得到的洗涤水用于焙烧矿B的浸取。硫 酸溶液的pH值为0.5～2，优选为0.5～1.5。在某些实施方案中，硫酸溶液用自来水、硫酸镁 废水处理过程中产生的回用水或硫酸铵废水处理过程产生的冷凝水配制。这样可以实现废 水再利用。 本发明将稀土精矿在不添加浓硫酸的情况下直接进行一次焙烧，然后再和浓硫酸 混合进行二次焙烧，可以保证较高的稀土分解率。根据本发明优选的技术方案，本发明在采 用与传统工艺同样用量的浓硫酸的情况下，稀土分解率可达97 .8％(而传统工艺只有 91.6％，)，稀土分解率大大提高。并且，本发明不额外添加铁粉。此外，采用本发明的分解方 法，在保持与传统工艺(现有工艺)的相同稀土分解率的基础上，还可以减少浓硫酸的用量。
