专利名称：一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法
技术领域：
本发明涉及一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法，属于矿物提取冶金技术领域。
背景技术：
稀土被人们誉为新世纪高科技及功能材料的宝库，它是发展高新技术的战略性元素，不仅广泛应用于传统产业的冶金、建材、化工、农业、医药中，还应用于机械、石化、轻纺之中。稀土作为一种功能材料在信息技术、生物技术、能源技术等高科技领域成为重要的基础材料。它的特殊性质涉及到几乎所有的功能材料。稀土功能材料是新材料领域的核心基础，在新材料研究领域功能材料占80%以上，是生物、信息、能源等高技术领域的关键材料，是世界各国新材料发展的重点，也是高科技竞争的热点。因此，稀土被人们称为工业味精、工农业的维生素和战略金属。白云鄂博矿是一种集铁、铌、稀土及钍的多金属矿，储量巨大，其中稀土储量世界第一，钍资源居世界第二位。白云鄂博矿中稀土矿物有15种之多，主要为氟碳铈矿和独居石轻稀土混合矿，这种混合矿首先经“一粗二精一扫浮选”工序生产出50%RE0的混合稀土精矿，然后采用“高温硫酸强化焙烧水浸稀土”( “三代”酸法)工艺，将稀土矿物与硫酸混合后经高温(50(TC 60(TC )加热反应，全部分解为稀土硫酸盐进入水浸液，而钍则在高温强化焙烧时生成不溶于水的焦磷酸盐(或磷酸盐)留在水浸渣中。水浸渣中RE0:29T5%，Th02 0. 49ΓΟ. 5%，虽然钍富集了 I倍，但却因其品位低和难溶性很难再被利用而成为不能回收的死洛，这种渣因钍的放射性而被堆集存在专门渣库，成为有害渣永久堆放。而且在采用硫酸处理稀土精矿过程中产生大量废气，为处理这些废气则需使用填料塔、喷射塔、雾化吸收室等尾气处理设备，并需要高度超过60m的烟囱进行排放，使生产成本大大增加。而采用碱法提取稀土工艺又要求待处理的稀土精矿的品位必须高于60%。为解决现有稀土酸浸工艺存在的不足，避免环境的放射性污染和钍资源的浪费，国内一些科研院所采用低温硫酸法进行浸矿，得出在200 300°C温度范围内，浓硫酸既可分解稀土精矿为可溶性稀土硫酸盐，同时钍没有生成焦磷酸钍沉淀，从而保证酸浸渣为有利环保的低放洛，而且其水浸液中稀土、钍的浸出率均为95 %以上。实验表明在200°C以上，磷酸钍就开始生成不溶于水的焦磷酸盐，因此温度越低，钍就越不易进入固体渣中，但是温度降低，稀土精矿酸浸的分解速率降低，造成稀土浸出时间延长、浸出率降低。所以，本发明采用微波辅助稀土精矿低温酸浸分解的方法，缩短浸出时间、提高浸出率。微波加热用于稀土精矿的低温酸浸焙烧，可降低反应的活化能，具有体加热、升温快、污染小等优点。在微波电磁场中，矿物分子和原子发生高速振动，产生热效应和非热效应，使反应开始温度、中间产物乃至反应途径发生变化，创造出更为有利的热力学条件，加速反应进程，降低反应温度
发明内容
本发明的目的在于提供一种从稀土精矿中低温、快速浸出稀土，同时保证钍可以回收的一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法。
技术解决方案
本发明包括以下步骤(I)配酸在稀土精矿中加入百分比浓度为98%的浓硫酸， 按质量比计，稀土精矿与浓硫酸的质量比为1:0. 5 1:3;(2)酸浸在微波化学反应炉中加热3 15分钟，微波加热温度为90°C 20(TC，将稀土精矿充分溶解，得到酸浸液和酸浸渣混合物；(3)分离在步骤(2)中的混合物中加入去离子水稀释，搅动，使可溶性物质充分溶解在稀释液中，然后在离心机里进行固液分离，冲洗酸浸矿三次，将渣液分离，完成稀土的浸出。
所述稀土精矿中含REO为30% 70%。
所述稀土精矿为含有氟碳铈矿和独居石矿的混合矿。
本发明将稀土精矿与浓硫酸混合，采用微波低温加热的方法，不但使稀土精矿快速充分溶解，采用离心水洗的方法使稀土浸出液与浸出洛分离，而且还能够使酸浸洛中的钍未生成不溶于水的焦磷酸钍沉淀，钍可以再回收利用，避免了放射性污染。
本发明方法的有益效果在于
I.采用微波辅助加热技术，由于微波具有加热均匀、加热速度快、加热效率高等优点，改善了酸浸过程液-固传质速率，从根本上大幅度提高稀土浸取过程的速率和效率，浸出时间约IOmin左右，稀土的浸出率达到96%以上。
2.采用微波辅助低温浸出，钍没有生成不溶于水的焦磷酸钍沉淀，从而保证酸浸渣为有利环保的低放渣；同时减少了酸剂的消耗量，也减少了有害气体排放量，节能又环保。
3.该发明只需一套微波化学浸取设备，缩短了工艺流程，简化了操作，大大缩短了生产周期，提高生产效率，对稀土冶炼工艺具有实际指导意义。
图I是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例I :本实例中的稀土精矿来自包钢稀土高科，其成分见表I。
表I包头稀土精矿的化学成分/ (%，质量分数)
权利要求
1.一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法，其特征在于，包括以下步骤(1)配酸在稀土精矿中加入百分比浓度为98%的浓硫酸，按质量比计，稀土精矿与浓硫酸的质量比为1:0. 5^1:3 ；(2)酸浸在微波化学反应炉中加热3 15分钟，微波加热温度为90°C "200°C,将稀土精矿充分溶解，得到酸浸液和酸浸渣混合物；(3)分离在步骤(2)中的混合物中加入去离子水稀释，搅动，使可溶性物质充分溶解在酸浸液中，然后在离心机里进行固液分离，冲洗酸浸矿，将渣液分离，完成稀土的浸出。
2.如权利要求I所述的一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法，其特征在于，稀土精矿中含REO为30% 70%。
3.如权利要求I所述的一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法，其特征在于，稀土精矿为含有氟碳铈矿和独居石矿的混合矿。
全文摘要
本发明涉及一种微波辅助稀土精矿低温酸浸方法，属于矿物提取冶金技术领域。本发明包括以下步骤(1)将稀土精矿与浓硫酸按一定比例混合均匀；(2)在微波化学反应炉中加热3~15分钟，微波加热温度90℃~200℃，将稀土精矿充分溶解；(3)采用离心水洗的方法使稀土浸出液与浸出渣分离，完成稀土的浸出。该方法采用微波辅助低温酸浸稀土，浸出时间短，稀土浸出率高，酸剂消耗量少，能耗低，减少了钍和有害气体的排放量，并能实现钍的再利用，提高生产效率的同时减轻了环境污染，是一种经济环保的方法，对稀土冶炼工艺具有实际指导意义。
文档编号C22B3/08GK102978392SQ201210517310
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者李解, 李保卫, 韩继铖 申请人:内蒙古科技大学