稀土精矿的分解课件.ppt

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1、§5.3氟碳铈精矿的分解氟碳铈精矿与独居石一样，现已成为稀土工业的主要原料。氟碳铈矿是稀土的氟碳酸盐，其组成与性质不同于独居石。因此采用的精矿分解工艺大相径庭。在工业生产中，目前有两种分解氟碳铈精矿的流程，一种是生产混合稀土氯化物的HCl-NaOH工艺；另一种是生产单一稀土化合物的氧化焙烧-酸浸出流程。一、HCl-NaOH分解法第一、此方法所用原料是浮选精矿，再经稀盐酸进出钙等碳酸盐杂质，质地较纯，氟碳铈矿矿物含量为95~97%，其化学分析如下：其次，精矿颗粒较细（精矿质量的65%-325目），较易

2、分解。第三、矿物（RE2(CO3)3·REF3)中的碳酸稀土部分易溶于酸成分REOThO2FCaOBaSO4Fe2O3SiO2灼烧减量含量,%68~72<0.15~5.50.5~1.00.5~10.3~0.50.5~119~21表5-3氟碳铈矿精矿的化学成分（一）分解反应1.首先用过量的工业浓盐酸浸出精矿中的稀土碳酸盐：RE(CO3)3·REF3+8HCl=2RECl3+REF3↓+3HCl+3H2O+3CO32.反应后的固体为氟化稀土(REF3),用碱液（200g/LNaOH）使其分解并转化成稀土

3、氢氧化物：REF3+3NaOH=RE(OH)3↓+3NaF3.然后再用盐酸分解液中过量的盐酸溶解稀土氢氧化物。中和反应得到的稀土氯化物溶液的pH值为3.0，还有铁、铅、钍的子体等少量杂质。为获得纯净的稀土溶液，加入过氧化氢把铁氧化成三价，并生成氢氧化铁沉淀，加入硫酸使铅以硫酸铅的形式沉淀出溶液中剩余的硫酸根，钍的子体也在除杂质过程中被载带入沉淀物中，过滤后的液体经浓缩即得到产品，其成分如下：此工艺试剂消耗量少，所用碱量仅为精矿质量的一半，还不及产品质量的40%，为溶解RE(OH)3所需的盐酸在第一步

4、分解精矿时已投入，强化了分解反应。但盐酸分解时温度较高，盐酸挥发，设备的腐蚀与环境保护都要付出相当的代价。成分REOFe2O3CaOMgOSiO2ThO2含量,%≥46.0≤0.005≤1.0≤1.0≤0.05痕二、氧化焙烧-酸浸-制取氧化铕1964年开始氧化铕用于制造彩色电视机用红色荧光粉，1965年美国钼公司在芒廷帕斯矿山选矿厂附近建成了从精矿处理到提取氧化铕的工厂。工艺流程如下：（1）焙烧焙烧在八段赫氏多膛焙烧炉内进行，生产能力为：2t/h,。焙烧是氟碳铈矿分解，放出CO2,Ce3+同时氧化成

5、Ce4+,为铈与三价稀土的分离创造条件。(2)浸出焙烧料现在浸出槽中以水浆化，再以26.5L/min的速度加入30%浓度的盐酸。这种浸出方式使得矿浆中的酸度逐渐增加，四价铈不易浸出，三价稀土进入浸液，从而达到铈与其它稀土初步分离的目的。(3)洗涤浸出后的矿浆送至三级串联的浓密机逆流洗涤。第一级浓密机的溢流送至萃取分组工序，第三级浓密机的底流经过滤得到铈富集物滤饼（4）萃取分组浓密机溢流含REO约100g/L(RE2O3约0.2g/L),过滤后用苏打粉调至Ph=1.0,蒸汽加热至60℃后以炭质过滤器过

6、滤。滤液即为萃取分组的料液。料液虽只由5级混合澄清槽组成的“A反应萃取段”萃取分组。萃取剂为10%的P204-煤油，水相：有机相=1：1.2，Sm-Eu-Gd等中重稀土萃入有机相。La~Nd等轻稀土及钙留在水相，往水中加入氨水得清稀土氢氧化物沉淀。沉淀经过滤，洗涤得粗氢氧化镧产品。（5）提取铕含铕的中重稀土的有机相送往由4级混合澄清槽组成的“A反萃取段”，以4mol/L的盐酸反萃。含铕等的反萃业以苏打粉调至pH3~5，沉淀出Fe(OH)3。为提高除铁后料液中铕的浓度，对其进行萃取。萃取系统有2级“B

7、萃取段”与4机“B反萃取段”组成。反萃液即为提取铕的原料液。料液流经填充锌汞齐的还原柱，将Eu3+还原为Eu2+,在氮气保护的反应槽中加入硫酸沉淀出EuSO4,过滤，以与溶液中的Sm-Gd分离。表5-3处理氟碳铈矿精矿所得产物中单一稀土配分稀土名称铈富集物镧富集物铕富集物钐钆富集物La2O38.358.5CeO287.812.8Pr6O110.87.3Nd2O32.520.9Sm2O30.50.43其余大部分Eu2O30.50.492Gd2O30.50.43~50重稀土0.50.42其余小部分铕富集

8、物含Eu2O3约92%，进一步纯制即可得到荧光剂Eu2O3，此流程为提取Eu2O3而设计。精矿中Eu2O3在总REO中含量仅为0.1%，充分利用矿物中Ce3+易氧化的特点，在氧化焙烧分解精矿与酸浸出过程中除去占总REO约一半的CeO2,是Eu2O3在富集液中富集了一倍。三、氧化焙烧-酸浸-制取氧化铈随着稀土应用领域逐渐增多，对氧化铈的需求也逐年增加，但以稀土的应用也逐渐增加，我国内蒙古包头、四川冕宁、山东微山皆产氟碳铈矿，是提取氧化铈的原料。1.氧化焙烧氟碳铈矿氧化焙