一種從選鐵尾礦中制備二氧化鈰的方法技術

一種從選鐵尾礦中制備二氧化鈰的方法，屬于有色冶金工業技術領域。工藝為：粉碎：將原料進行磨礦，過篩，酸洗，堿分解，鹽酸優溶，沉淀，氧化焙燒，硫酸浸出，萃取，反萃，沉淀、煅燒。本發明專利技術的優點在于：適合低品位鈰的原料。對尾礦和其他一些鈰含量較低的礦物進行鈰的提取，有較強的可行性；產物純度較高，工藝操作簡單，成本低，對實現尾礦的綜合利用有很重要的意義。

【技術實現步驟摘要】
?一種從選鐵尾礦中制備二氧化鈰的方法
本專利技術屬于屬于有色冶金工業
，特別是提供了一種從選鐵尾礦中制備二氧化鈰的方法，提出了用濕法和火法相結合來實現從包鋼尾礦中進行鈰的提純。
技術介紹
CeO2具有較高的均一性、充填性、分散性、流動性、反應操作性等諸多特性，在超導體、陶瓷材料、拋光粉及催化劑等領域得到廣泛的應用，由于鈰具有變價性，用在發光材料中，使其具有了光效高、顯色好和壽命長的特點，另外由于鈰對氧和硫有很強的親合力而廣泛應用于鋼鐵工業中，既能細化鋼的凝固組織，又能除去鋼液中的雜質，起到凈化作用。目前，我國生產CeO2的主要原料有下列3種：(1)稀土精礦(REO≥50％，CeO2?48％～50％)。包括有內蒙包頭的混合型稀土精礦及四川冕寧的氟碳鈰精礦，可直接作為原料用；(2)混合氫氧化稀土[RE(OH)3]。它是由稀土精礦處理后而制成的中間原料，其含REO～60％，CeO2～50％；(3)硫酸稀土[RE2(SO4)3]及氯化稀土(RECl3)。前者REO～50％，CeO2～50％，后者含REO≥45％，CeO2≥45％。上述三種原料均可工業化生產。本專利技術所用的原料是包鋼的選鐵尾礦，對其進行了有價元素的回收，為尾礦的綜合合理利用開辟新的途徑。目前氟碳鈰礦提取稀土的工藝主要有酸法及堿法即濕法和火法：酸法采用鹽酸或硫酸分解氟碳鈰礦提取稀土，在我國硫酸強化焙燒法是目前工業上分解氟碳鈰礦的主要方法，由于F的存在，分解過程產生HF氣體污染環境，該工藝生產流程長，化工原料消耗大，同時對設備的耐腐要求高。堿法采用濃NaOH分解精礦，相對而言可減輕氟對環境的污染，但堿法要求精礦的品位高。因此這兩種方法對鈰含量較低的包鋼尾礦，單獨使用都不合適，本專利技術所設計的濕法和火法相結合的工藝，對低品位的原料非常合適。本工藝的原理是根據鈰的變價性質，在控制PH＝1.0～1.5范圍內，加入H2O2，使Ce4+變成Ce3+，超過這個范圍Ce3+便變成Ce4+，當PH＝3.5時，Ce4+能完全沉淀，Fe3+部分沉淀，實現了鈰鐵與其他元素的分離，在高濃度的硫酸溶液中，Ce4+和Fe3+能通過P204溶液的萃取，能得到很好的分離，分別獲得高純度的鈰和鐵。目前在國內用選鐵尾礦制備CeO2的專利還沒有，雖然在資源利用
中有關-->濕法和火法提取鈰的已有專利申請，但在以尾礦為對象的環境
并將這兩種方法結合在一起使用的專利還沒有，因此本專利技術在含鈰品位較低的冶煉中，是一項新的工藝。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種從選鐵尾礦中制備二氧化鈰的方法，一是對尾礦進行有價元素的回收，實現資源的綜合利用；二是提取一種適合玻璃陶瓷和鋼鐵冶金所用原料的廉價制備方法，降低原料成本。本專利技術的工藝步驟如下：(1)粉粹：將原料進行磨礦，過0.074mm篩。(2)酸洗：用濃鹽酸攪拌酸洗6-8小時，除鐵、鈣和硅。(3)堿分解：用60-85％的NaOH在130-150℃反應1-1.5小時，目的在于使氟碳鈰礦分解為稀土氫氧化物。(4)鹽酸優溶：控制PH＝1.0-1.5，使稀土元素和其他可溶性離子進入溶液中。(5)沉淀：控制PH＝3.5-4.5，使稀土元素和部分鐵沉淀出來，實現了與其他元素的分離。(6)氧化焙燒：將上述所得沉淀在480-550℃煅燒2-4小時，得到鈰和鐵的混合氧化物。(7)硫酸浸出：用2.8-3.5mol/L的硫酸在78-90℃浸出4-6小時，使鈰和鐵的氧化物充分溶解。(8)萃取：所用萃取劑為P204，溶液和萃取劑體積比為1∶1.0-1.3，實現鈰和鐵的分離。(9)反萃：用6-6.5mol/L的鹽酸進行反萃，使Ce4+由有機溶劑轉移到溶液中。(10)沉淀、煅燒：分別控制反萃液和萃余液的PH值為3.3-3.7和4.0-4.5，洗滌后煅燒。本專利技術的優點在于：(1)適合低品位鈰的原料。對尾礦和其他一些鈰含量較低的礦物進行鈰的提取，有較強的可行性。(2)產物純度較高。通過XRD分析，產物中的物相基本上都是以CeO2的形態存在。(3)工藝操作簡單，成本低，對實現尾礦的綜合利用有很重要的意義。-->附圖說明圖1是本專利技術是制備二氧化鈰方法的工藝流程圖。具體實施方式以下通過對實施例的描述來介紹本專利技術的具體實施方式。實施例1：本實施例采用包鋼選鐵尾礦，下表為礦物的能譜分析??元素??Si??Ca??Fe??Ce??S??質量百分含量??20.6301??33.0362??37.8226??3.0085??1.7985將包鋼尾礦粉粹至粒徑小于0.074mm，取出經粉碎的礦石25g，用濃鹽酸酸洗7小時之后，濾出不溶物，用70％的Na(OH)在140℃反應40min，再進行鹽酸優溶，用Na(OH)對優溶液進行滴定，使其PH＝3.5，將沉淀過濾洗滌后，在500℃氧化焙燒2小時，焙燒產物在80℃用3mol/L的硫酸浸出4小時，浸出液用P204在常溫下萃取6小時，然后再用3mol/L的鹽酸對有機相進行反萃6小時，調節反萃液PH＝3.5，對沉淀進行過濾洗滌，將濾渣在500℃下煅燒2小時，最終得到鈰的純度為73.12％。實施例2采用實施例1中所用礦石，將包鋼尾礦粉碎至粒徑小于0.074mm，取出經粉碎的礦石50g，用濃鹽酸酸洗7小時之后，濾出不溶物，用70％的Na(OH)在140℃反應40min，再進行鹽酸優溶，用Na(OH)對優溶液進行滴定，使其PH＝3.5，將沉淀過濾洗滌后，在500℃氧化焙燒4小時，焙燒產物在80℃用3mol/L的硫酸浸出4小時，浸出液用P204在常溫下萃取6小時，然后再用3mol/L的鹽酸對有機相進行反萃6小時，調節反萃液PH＝3.5，對沉淀進行過濾洗滌，將濾渣在500℃下煅燒4小時，最終得到鈰的純度為81.16％。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用低品位原料制備二氧化鈰的方法，其特征在于：工藝步驟為：ａ、粉粹：將原料進行磨礦，過０．０７４ｍｍ篩；ｂ、酸洗：用濃鹽酸攪拌酸洗６－８小時，除鐵、鈣和硅；ｃ、堿分解：用７０％的ＮａＯＨ在１３０－１５０℃反應１－ １．５小時，使氟碳鈰礦分解為稀土氫氧化物；ｄ、鹽酸優溶：控制ＰＨ＝１．０－１．５，使稀土元素和其他可溶性離子進入溶液中；ｅ、沉淀：控制優溶液ＰＨ＝３．５－４．５，使稀土元素和部分鐵沉淀出來；ｆ、氧化焙燒：將上述所得沉 淀在４８０－５５０℃煅燒２－４小時，得到鈰和鐵的混合氧化物；ｇ、硫酸浸出：用２．８－３．５ｍｏｌ／Ｌ的硫酸在７８－９０℃浸出４－６小時；ｈ、萃取：所用萃取劑為Ｐ↓［２０４］，溶液和萃取劑體積比為１∶１．０－１．３；ｊ 、反萃：用６－６．５ｍｏｌ／Ｌ的鹽酸進行反萃，使Ｃｅ↑［４＋］由有機溶劑轉移到溶液中；ｋ、沉淀、煅燒：分別控制反萃液和萃余液的ＰＨ值為３．３－３．７和４．０－４．５，洗滌后煅燒。

【技術特征摘要】
1、一種利用低品位原料制備二氧化鈰的方法，其特征在于：工藝步驟為：a、粉粹：將原料進行磨礦，過0.074mm篩；b、酸洗：用濃鹽酸攪拌酸洗6-8小時，除鐵、鈣和硅；c、堿分解：用70％的NaOH在130-150℃反應1-1.5小時，使氟碳鈰礦分解為稀土氫氧化物；d、鹽酸優溶：控制PH＝1.0-1.5，使稀土元素和其他可溶性離子進入溶液中；e、沉淀：控制優溶液PH＝3.5-4.5，使稀土元素和部分鐵沉淀出來；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐利華，畢松梅，畢玉保，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]