專利名稱：一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法，屬于礦物提取冶金技術領域。
背景技術：
稀土被人們譽為新世紀高科技及功能材料的寶庫，它是發(fā)展高新技術的戰(zhàn)略性元素，不僅廣泛應用于傳統產業(yè)的冶金、建材、化工、農業(yè)、醫(yī)藥中，還應用于機械、石化、輕紡之中。稀土作為一種功能材料在信息技術、生物技術、能源技術等高科技領域成為重要的基礎材料。它的特殊性質涉及到幾乎所有的功能材料。稀土功能材料是新材料領域的核心基礎，在新材料研究領域功能材料占80%以上，是生物、信息、能源等高技術領域的關鍵材料，是世界各國新材料發(fā)展的重點，也是高科技競爭的熱點。因此，稀土被人們稱為工業(yè)味精、工農業(yè)的維生素和戰(zhàn)略金屬。白云鄂博礦是一種集鐵、鈮、稀土及釷的多金屬礦，儲量巨大，其中稀土儲量世界第一，釷資源居世界第二位。白云鄂博礦中稀土礦物有15種之多，主要為氟碳鈰礦和獨居石輕稀土混合礦，這種混合礦首先經“一粗二精一掃浮選”工序生產出50%RE0的混合稀土精礦，然后采用“高溫硫酸強化焙燒水浸稀土”( “三代”酸法)工藝，將稀土礦物與硫酸混合后經高溫(50(TC 60(TC )加熱反應，全部分解為稀土硫酸鹽進入水浸液，而釷則在高溫強化焙燒時生成不溶于水的焦磷酸鹽(或磷酸鹽)留在水浸渣中。水浸渣中RE0:29T5%，Th02 0. 49ΓΟ. 5%，雖然釷富集了 I倍，但卻因其品位低和難溶性很難再被利用而成為不能回收的死洛，這種渣因釷的放射性而被堆集存在專門渣庫，成為有害渣永久堆放。而且在采用硫酸處理稀土精礦過程中產生大量廢氣，為處理這些廢氣則需使用填料塔、噴射塔、霧化吸收室等尾氣處理設備，并需要高度超過60m的煙囪進行排放，使生產成本大大增加。而采用堿法提取稀土工藝又要求待處理的稀土精礦的品位必須高于60%。為解決現有稀土酸浸工藝存在的不足，避免環(huán)境的放射性污染和釷資源的浪費，國內一些科研院所采用低溫硫酸法進行浸礦，得出在200 300°C溫度范圍內，濃硫酸既可分解稀土精礦為可溶性稀土硫酸鹽，同時釷沒有生成焦磷酸釷沉淀，從而保證酸浸渣為有利環(huán)保的低放洛，而且其水浸液中稀土、釷的浸出率均為95 %以上。實驗表明在200°C以上，磷酸釷就開始生成不溶于水的焦磷酸鹽，因此溫度越低，釷就越不易進入固體渣中，但是溫度降低，稀土精礦酸浸的分解速率降低，造成稀土浸出時間延長、浸出率降低。所以，本發(fā)明采用微波輔助稀土精礦低溫酸浸分解的方法，縮短浸出時間、提高浸出率。微波加熱用于稀土精礦的低溫酸浸焙燒，可降低反應的活化能，具有體加熱、升溫快、污染小等優(yōu)點。在微波電磁場中，礦物分子和原子發(fā)生高速振動，產生熱效應和非熱效應，使反應開始溫度、中間產物乃至反應途徑發(fā)生變化，創(chuàng)造出更為有利的熱力學條件，加速反應進程，降低反應溫度
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種從稀土精礦中低溫、快速浸出稀土，同時保證釷可以回收的一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法。
技術解決方案
本發(fā)明包括以下步驟(I)配酸在稀土精礦中加入百分比濃度為98%的濃硫酸， 按質量比計，稀土精礦與濃硫酸的質量比為1:0. 5 1:3;(2)酸浸在微波化學反應爐中加熱3 15分鐘，微波加熱溫度為90°C 20(TC，將稀土精礦充分溶解，得到酸浸液和酸浸渣混合物；(3)分離在步驟(2)中的混合物中加入去離子水稀釋，攪動，使可溶性物質充分溶解在稀釋液中，然后在離心機里進行固液分離，沖洗酸浸礦三次，將渣液分離，完成稀土的浸出。
所述稀土精礦中含REO為30% 70%。
所述稀土精礦為含有氟碳鈰礦和獨居石礦的混合礦。
本發(fā)明將稀土精礦與濃硫酸混合，采用微波低溫加熱的方法，不但使稀土精礦快速充分溶解，采用離心水洗的方法使稀土浸出液與浸出洛分離，而且還能夠使酸浸洛中的釷未生成不溶于水的焦磷酸釷沉淀，釷可以再回收利用，避免了放射性污染。
本發(fā)明方法的有益效果在于
I.采用微波輔助加熱技術，由于微波具有加熱均勻、加熱速度快、加熱效率高等優(yōu)點，改善了酸浸過程液-固傳質速率，從根本上大幅度提高稀土浸取過程的速率和效率，浸出時間約IOmin左右，稀土的浸出率達到96%以上。
2.采用微波輔助低溫浸出，釷沒有生成不溶于水的焦磷酸釷沉淀，從而保證酸浸渣為有利環(huán)保的低放渣；同時減少了酸劑的消耗量，也減少了有害氣體排放量，節(jié)能又環(huán)保。
3.該發(fā)明只需一套微波化學浸取設備，縮短了工藝流程，簡化了操作，大大縮短了生產周期，提高生產效率，對稀土冶煉工藝具有實際指導意義。


圖I是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
實施例I :本實例中的稀土精礦來自包鋼稀土高科，其成分見表I。
表I包頭稀土精礦的化學成分/ (%，質量分數)
權利要求
1.一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配酸在稀土精礦中加入百分比濃度為98%的濃硫酸，按質量比計，稀土精礦與濃硫酸的質量比為1:0. 5^1:3 ；(2)酸浸在微波化學反應爐中加熱3 15分鐘，微波加熱溫度為90°C "200°C,將稀土精礦充分溶解，得到酸浸液和酸浸渣混合物；(3)分離在步驟(2)中的混合物中加入去離子水稀釋，攪動，使可溶性物質充分溶解在酸浸液中，然后在離心機里進行固液分離，沖洗酸浸礦，將渣液分離，完成稀土的浸出。
2.如權利要求I所述的一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法，其特征在于，稀土精礦中含REO為30% 70%。
3.如權利要求I所述的一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法，其特征在于，稀土精礦為含有氟碳鈰礦和獨居石礦的混合礦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波輔助稀土精礦低溫酸浸方法，屬于礦物提取冶金技術領域。本發(fā)明包括以下步驟(1)將稀土精礦與濃硫酸按一定比例混合均勻；(2)在微波化學反應爐中加熱3~15分鐘，微波加熱溫度90℃~200℃，將稀土精礦充分溶解；(3)采用離心水洗的方法使稀土浸出液與浸出渣分離，完成稀土的浸出。該方法采用微波輔助低溫酸浸稀土，浸出時間短，稀土浸出率高，酸劑消耗量少，能耗低，減少了釷和有害氣體的排放量，并能實現釷的再利用，提高生產效率的同時減輕了環(huán)境污染，是一種經濟環(huán)保的方法，對稀土冶煉工藝具有實際指導意義。
文檔編號C22B3/08GK102978392SQ201210517310
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者李解, 李保衛(wèi), 韓繼鋮 申請人:內蒙古科技大學