本發(fā)明涉及一種堿法處理獨居石的工藝，具體的說是一種在非氧化性保護氣氛下進行堿法處理獨居石的工藝，屬于稀土礦冶煉領域。
背景技術(shù)：
獨居石是一種工業(yè)稀土磷酸鹽礦物，易于選別，得到的精礦中獨居石礦物含量可達95％以上。工業(yè)上一般采用燒堿分解法處理獨居石精礦。[《稀土》，第一版上冊，冶金工業(yè)出版社1978，P221-237。]
工業(yè)上，傳統(tǒng)工藝是采用燒堿液與精礦按照比例配制進入分解槽，分解槽使用蒸汽夾套加熱使反應在較高溫度下進行。連續(xù)的加料和出料，保證分解溫度下反應，通過堿轉(zhuǎn)化達到稀土與磷分離的目的，得到氫氧化稀土和磷酸三鈉的混合漿液，然后進入下面的過濾、洗滌工序獲得氫氧化稀土，再鹽酸優(yōu)先溶解工序生產(chǎn)混合氯化稀土。
傳統(tǒng)工藝中，稀土在堿分解過程中，除鈰以外的其他稀土形成稀土氫氧化物：
REPO4+3OH-＝RE(OH)3+PO43-
鈰在該過程中被氧氣氧化，生成難于溶解的氫氧化高鈰：
伴生的釷形成氫氧化釷：
Th3(PO4)4+12OH-＝3Th(OH)4+4PO43-
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種在非氧化性保護氣氛下、密閉加熱進行堿法處理獨居石的工藝，稀土在堿分解過程中形成三價稀土氫氧化物，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
所述的堿法處理獨居石過程中將液堿和獨居石混合物在密閉容器內(nèi)加熱進行反應，在非氧化性氣氛下進行保護，獨居石中的稀土在堿分解過程形成三價稀土氫氧化物。
反應如下
REPO4+3OH-＝RE(OH)3+pO43-
CePO4+3OH-＝Ce(OH)3+pO43-
Th3(PO4)4+12OH-＝3Th(OH)4+4PO43-
所述的獨居石為含稀土30％-65％REO的獨居石精礦。
所述的堿法處理獨居石過程中液堿濃度為20％-75％，液堿與獨居石的液固比為1.5∶1-10∶1，反應溫度為80℃-350℃。
所述的非氧化性氣體包括但不限于氮氣、氬氣、氦氣、氫氣中的至少一種。
所述的反應過程中在但不限于封閉式的反應釜中進行。
所述的加熱方式采用蒸汽、油浴、遠紅外、或渦流電加熱中的至少一種，其中優(yōu)先采用遠紅外加熱或渦流電加熱方式。
所述的三價稀土氫氧化物中鈰以3價態(tài)稀土氫氧化物形式存在，其中Ce3+/∑Ce大于80％以上，最大可達100％。
所述的形成三價稀土氫氧化物直接采用如下方式進行處理：采用鹽酸優(yōu)溶形成氯化稀土，實現(xiàn)稀土與釷的分離。
所述的工藝方案也可適用于堿法處理磷釔礦、氟碳鈰礦等其他稀土類礦。
本發(fā)明的有益效果如下：
(1)采用了非氧化性保護氣氛處理，避免了獨居石中稀土配分中占50％左右鈰元素轉(zhuǎn)化為四價氫氧化鈰，降低堿分解過程中堿耗。
(2)形成的三價鈰氫氧化物相對于四價鈰的氫氧化物(Ce(OH)4)具有易于溶解的特性，為后續(xù)鹽酸優(yōu)先溶解減少酸消耗和溶解難度創(chuàng)造了條件，易于實現(xiàn)與難溶氫氧化釷等雜質(zhì)的分離。
(3)三價鈰氫氧化物鹽酸優(yōu)先溶解過程中，不會因四價鈰與體系中氯根的氧化還原反應而生成有毒氯氣，實現(xiàn)了安全清潔生產(chǎn)。
(4)采用了非氧化性保護氣氛、密閉加熱處理，整個體系處于與外界隔離狀態(tài)，放射性污染和危害問題被最大限度抑制。
具體實施方式
實施例1：
將REO含量為51.2％的獨居石(ThO2含量3.9％)與40％的液堿以液固比為3∶1置于氮氣保護氣氛的反應釜中，采用遠紅外加熱至140℃分解反應，反應漿料經(jīng)過濾洗滌，獨居石分解率為97.9％，其中氫氧化稀土中以+3價態(tài)氫氧化鈰形式存在的鈰比例Ce3+/∑Ce為89％，濾液中堿液回收循環(huán)利用，噸礦消耗氫氧化鈉0.57噸。
溶解上述濾餅過程中產(chǎn)生極少量氯氣，溶解過程無需加熱，通過溶解過程中自發(fā)熱實現(xiàn)鹽酸對稀土的溶解，30wt.％鹽酸消耗為1.25/t精礦，鹽酸溶解過程中稀土收率99.3％。
對比實施例1：
將REO含量為51.2％的獨居石(ThO2含量3.9％)與40％的液堿以液固比為3∶1置于空氣氣氛的反應釜中，采用遠紅外加熱至140℃分解反應，反應漿料經(jīng)過濾洗滌，獨居石分解率為95％，其中氫氧化稀土中氫氧化鈰形式存在的鈰比例Ce3+/∑Ce為2％，濾液中堿液回收循環(huán)利用，噸礦消耗氫氧化鈉0.73噸。
在80℃下將上面的濾餅進行鹽酸溶解，溶解過程產(chǎn)生大量氯氣，30wt.％鹽酸消耗為1.65/t精礦；鹽酸溶解過程中稀土收率98.5％。
實施例2
將REO含量為30％的獨居石(ThO2含量3.1％)與65％的液堿以液固比為1.5∶1置于氬氣保護氣氛的反應釜中，采用渦流電加熱至80℃分解反應后，反應漿料經(jīng)過濾洗滌，獨居石分解率為96.5％，其中氫氧化稀土中以+3價態(tài)氫氧化鈰形式存在的鈰比例Ce3+/∑Ce為95％，濾液中堿液回收循環(huán)利用，噸礦消耗氫氧化鈉0.42噸。
溶解上述濾餅過程中產(chǎn)生極少量氯氣，溶解過程無需加熱，通過溶解過程中自發(fā)熱實現(xiàn)鹽酸對稀土的溶解，30wt.％鹽酸消耗為0.75t/t精礦，鹽酸溶解過程中稀土收率99.6％。
實施例3
將REO含量為65％的獨居石(ThO2含量4.3％)與20％的液堿以液固比為10∶1置于氦氣保護氣氛的密閉的反應釜中，采用蒸汽加熱至350℃分解反應后，反應漿料經(jīng)過濾洗滌，獨居石分解率為98.5％，其中氫氧化稀土中以+3價態(tài)氫氧化鈰形式存在的鈰比例Ce3+/∑Ce為80％，濾液中堿液回收循環(huán)利用，噸礦消耗氫氧化鈉0.71噸。
溶解上述濾餅過程中產(chǎn)生極少量氯氣，溶解過程無需加熱，通過溶解過程中自發(fā)熱實現(xiàn)鹽酸對稀土的溶解，30wt.％鹽酸消耗為1.45/t精礦，鹽酸溶解過程中稀土收率99.8％。
實施例4
將REO含量為51.3％的獨居石(ThO2含量3.9％)與50％的液堿以液固比為3∶1置于氮氣保護氣氛的密閉反應釜中，采用油浴加熱至170℃分解反應后，反應漿料經(jīng)過濾洗滌，獨居石分解率為98.7％，其中氫氧化稀土中以+3價態(tài)氫氧化鈰形式存在的鈰比例Ce3+/∑Ce為100％，濾液中堿液回收循環(huán)利用，噸礦消耗氫氧化鈉0.55噸。
溶解上述濾餅過程中現(xiàn)場無氯氣產(chǎn)生，溶解過程無需加熱，通過溶解過程中自發(fā)熱實現(xiàn)鹽酸對稀土的溶解，30wt.％鹽酸消耗為1.21/t精礦，鹽酸溶解過程中稀土收率99.5％。