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冶金百科 | 包头混合型稀土矿绿色高效冶炼分离新工艺

2023-12-13 10:29:15 来源：北方有色网

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简介：近年来，国内许多研究院所、稀土企业针对包头混合型稀土矿冶炼分离过程存在的资源消耗和环境污染问题，开展了绿色高效冶炼分离工艺的研发，取得了一些新的进展【108】。

近年来，国内许多研究院所、稀土企业针对包头混合型稀土矿冶炼分离过程存在的资源消耗和环境污染问题，开展了绿色高效冶炼分离工艺的研发，取得了一些新的进展。

东北大学张廷安团队提出采用微波强化分解转型的清洁提取稀土新工艺。在微波强化分解过程中，以NaOH作为吸波剂、固氟剂和反应助剂，稀土精矿分解率大于95%，矿中的氟、磷转化为氟化钠和磷酸钙或氟磷酸钙，通过水洗可回收80%以上的氟;最后通过低浓度盐酸温和浸出水洗矿，稀土浸出率可达93%以上。该工艺大大降低了碱用量，仅为稀土矿质量的35%;实现了氟资源回收独立操作，含氟废水量相比于传统碱分解工艺降低了67%。该团队同时还提出了微波场作用下稀土精矿氯化分解提取稀土新工艺，利用微波流化床将稀土精矿与碳混合氯化分解，得到稀土氯化物、氟化硅以及三氯氧磷，根据各物质的沸点差异进行精馏分离回收稀土、硅以及磷等【100.10】。

五矿(北京)稀土研究院有限公司廖春生团队通过理论计算研究，开发了包头矿转型一分离一体化分离新工艺，并于2016年在甘肃稀土新材料股份有限公司成功应用。与早期转型一分组一体化工艺相比，新工艺在转型过程中即同步实现部分纯Ce、PrNd、Nd等纯产品的分离，并延续产出LaCe、CePrNd等中间产品，以匹配原有生产线处理能力。新工艺流程的总萃取量由早期工艺的1.7~1.75 进一步降至1.35~1.4，进一步接近了1.10的理论极限，有效降低了酸碱消耗。

中科院应化所陈继团队采用新焙烧工艺处理包头矿构建Ce(Ⅳ)体系，研究了复杂体系中Ce(Ⅳ)、氟、磷的萃取热力学和界面动力学，提出了Ce(Ⅳ)固定氟和磷的萃取机理，Cyanex923在硫酸介质对包头矿料液中Ce(Ⅳ)、F、P具有较好的萃取性能，通过反萃制备出CePO&和CeF。混合粉体，可有效回收包头混合型稀土矿中的氟、磷资源，利用铈资源固定氟、磷资源，从源头解决氟、磷环境污染问题。同时把稀土配分中占50%的铈优先分离出来，可为其他 RE(Ⅲ)的分离节约成本111。

包头混合型稀土矿经弱磁——强磁—浮选回收稀土、铁等资源后，大量含铁稀土尾矿不断被排人尾矿坝内堆积，尾矿中稀土平均品位逐步增加到6.8%~8.85%，接近白云鄂博原矿稀土品位，且铌、铳含量富集3倍，分别为0.36%和0.03%，尾矿的堆积不仅污染环境更造成资源的严重浪费。针对这一现状，东北大学薛向欣团队提出了钙基固氟还原焙烧——弱磁分选——酸浸取工艺处理包头含铁稀土尾矿LL2.113】，以期回收尾矿中的有价元素。该方法利用钙基固氟，不仅有效降低烟气含氟量，同时促进稀土矿物的分解，分解率可达98%。还原焙烧过程可将尾矿中赤铁矿还原为人造磁铁矿，通过弱磁分选回收铁资源。

针对硫酸化焙烧产生的含硫和氟酸性废气的回收，包钢稀土开发出了高效酸回收技术，回收氟和硫酸，目前已经在包头华美、甘肃稀土公司等单位推广应用。