(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104694736 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.06.10
(21)申请号 201510126812.5(22)申请日 2015.03.23
(71)申请人东北大学
地址110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3
号巷11号(72)发明人吴文远 岑鹏 边雪
(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限
公司 21109
代理人梁焱(51)Int.Cl.
C22B 1/02(2006.01)B03B 1/00(2006.01)B03D 1/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
(54)发明名称
一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法(57)摘要
一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，属于矿物加工技术领域，按以下步骤进行：（1）将氟碳铈矿与氢氧化钙混合后焙烧获得焙烧矿；（2）置于浮选机的浮选槽中，加水制成矿浆；（3）依次加入水玻璃、草酸或草酸盐、油酸钠、二号油并搅拌，然后浮选得到粗选精矿和粗选尾矿；（4）对粗选尾矿进行5~9级扫选，获得氟化钙富集物和稀土氧化物。本发明的方法使生产流程得到了缩短，同时减少了试剂的消耗，有价元素得到资源化利用，提高了经济效益，降低了环境污染。
C N 1 0 4 6 9 4 7 3 6 A CN 104694736 A
权 利 要 求 书
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1.一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比（3~7）:1混合均匀，于500~800℃焙烧2~4小时，冷却至常温，获得焙烧矿；
（2）将焙烧矿置于浮选机的浮选槽中，加水搅拌成浓度为200~400g/L的矿浆，再将矿浆pH值调至7~10；
（3）向矿浆中加入水玻璃并搅拌，然后加入草酸或草酸盐并搅拌，然后加入油酸钠并搅拌，然后加入二号油并搅拌，每种药剂加入后的搅拌时间为3~5min；其中水玻璃的加入量按0.2~0.8g/kg氟碳铈矿，草酸或草酸盐的加入量按1~3g/kg氟碳铈矿，油酸钠的加入量按0.2~0.8g/kg氟碳铈矿，二号油的加入量按0.5~2mL /kg氟碳铈矿；然后打开浮选机充气阀门，鼓气一分钟后开始刮泡，得到粗选精矿和粗选尾矿；
（4）对粗选尾矿进行5~9级扫选，各级扫选按照步骤3的方式添加药剂并扫选，各级扫选的尾矿进入下一级扫选，各级扫选的扫选精矿与粗选精矿混合后作为总精矿，最后一级扫描的扫选尾矿为总尾矿；总精矿为氟化钙富集物，总尾矿为稀土氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于所述的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为30~70%，含氟3~10%。
3.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于所述的草酸盐为草酸钠、草酸钾或草酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于调节矿浆pH值是采用1mol/L的稀盐酸或碳酸钠溶液。
5.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于所述的稀土氧化物的重量纯度为90~98%，稀土回收率达到90~95%。
6.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于氟的回收率达到95~98%。
7.根据权利要求1所述的一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，其特征在于所述的氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为50~60%。
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说 明 书
一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法
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技术领域
[0001]
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方
法。背景技术
氟碳铈矿是全球主要的稀土矿物之一，矿物化学式为RECO3F，可看作一种稀土氟化物和稀土碳酸盐的复合化合物；氟碳铈矿稀土含量高，稀土氧化物含量可达70%左右，其中以轻稀土元素为主，铈和镧的含量占70~90%，是轻稀土的主要来源，具有重要的工业意义和经济价值。
[0003] 四川凉山稀土矿是世界上重要的氟碳铈矿，其中冕宁县矿床规模最大；目前主要的氟碳铈矿生产工艺为氧化焙烧-盐酸浸出-氢氧化钠分解法，矿物经氧化焙烧、盐酸浸出得到的滤渣是由二氧化铈、稀土氟化物、氟化钙等其他难分解矿物组成的二氧化铈富集物，需用氢氧化钠进一步提取稀土，而且碱转后得到碱浆含有大量的碱和氟化物，需要水洗，所以生产中需要消耗大量的氢氧化钠，同时存在着含氟废水污染环境和浪费资源的问题；因此，开发高效率综合利用稀土、氟等有价资源的清洁冶金流程仍是重要的研究课题。
[0004] 申请号99106149.7的专利公开了一种氯化铵焙烧分解氟碳铈矿回收碳酸稀土的方法，该方法是将氟碳铈矿磨细，然后与NH4Cl及CaCl2研磨混合均匀，焙烧使矿物中的稀土转化成RECl3，然后热水浸出，采用碳酸氢铵沉淀浸出液中的稀土得到碳酸稀土产品；该法的特点是不加酸碱，反应条件温和，环境污染少，但氟没有得到资源化利用。[0005] 申请号200610114588.9的专利公开了一种氟碳铈矿分解方法，将氟碳铈矿与碳酸稀土混合后焙烧，利用碳酸稀土中的铈将氟碳铈矿中的氟固化，之后再进行酸浸分离铈与非铈稀土，使氟留在富铈渣中，避免了氟的污染。
[0006] 申请号201010517433.6的专利公开了一种活化后再浸出分解氟碳铈矿的方法，该方法是将氟碳铈矿在100~400℃焙烧活化，盐酸浸出沉淀过滤后萃取分离得到氯化稀土。[0007] 申请号为201310125757.9的专利公开了一种钙化转型-浸出分解氟碳铈矿的方法，按照以下步骤进行：稀土精矿的活化预处理→活化矿钙化转型预处理→转型渣酸浸→氯化稀土精液萃取，最后得到钍铁渣和氯化铈、氯化镧、氯化镨或氯化钕的溶液，将稀土元素、氟元素、钍元素等有价组元高效分离，但在转型预处理过程中同样需要加入氢氧化钠。[0008] 上述几种方法都有工艺复杂，成本较高，氟没有得到资源化利用等缺点。
[0002]
发明内容
针对现有氟碳铈矿冶炼分离工艺存在的上述问题，本发明提供一种氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法，通过钙化焙烧、泡沫浮选分离得到氟化钙和稀土富集物，在简化工艺的基础上，稀土和氟都得到了高效利用。
[0009] [0010]
本发明的氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法按以下步骤进行：
1、将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比（3~7）:1混合均匀，于500~800℃焙烧2~4小时，
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说 明 书
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冷却至常温，获得焙烧矿；
2、将焙烧矿置于浮选机的浮选槽中，加水搅拌成浓度为200~400g/L的矿浆，再将矿浆pH值调至7~10；
3、向矿浆中加入水玻璃并搅拌，然后加入草酸或草酸盐并搅拌，然后加入油酸钠并搅拌，然后加入二号油并搅拌，每种药剂加入后的搅拌时间为3~5min；其中水玻璃的加入量按0.2~0.8g/kg氟碳铈矿，草酸或草酸盐的加入量按1~3g/kg氟碳铈矿，油酸钠的加入量按0.2~0.8g/kg氟碳铈矿，二号油的加入量按0.5~2mL /kg氟碳铈矿；然后打开浮选机充气阀门，鼓气一分钟后开始刮泡，得到粗选精矿和粗选尾矿；
4、对粗选尾矿进行5~9级扫选，各级扫选按照步骤3的方式添加药剂并扫选，各级扫选的尾矿进入下一级扫选，各级扫选的扫选精矿与粗选精矿混合后作为总精矿，最后一级扫描的扫选尾矿为总尾矿；总精矿为氟化钙富集物，总尾矿为稀土氧化物。[0011] 上述方法中，步骤3的粗选精矿为泡沫部分，粗选尾矿为浮选槽中矿物。
[0012] 上述的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为30~70%，含氟3~10%。
[0013] 上述草酸盐为草酸钠、草酸钾或草酸钙。[0014] 上述方法中，调节矿浆pH值是采用1mol/L的稀盐酸或碳酸钠溶液。[0015] 上述方法中，获得的稀土氧化物的重量纯度为90~98%，稀土回收率达到90~95%。[0016] 上述方法中，氟的回收率达到95~98%。
[0017] 本发明的方法中钙化焙烧的主要反应方程式为：
Ca(OH)2=CaO+H2O；
REFCO3=REOF(CeOF)+CO2↑；2REOF+CaO=RE2O3+CaF2；CaO+CO2=CaCO3；2Ce2O3+O2=4CeO2。
[0018] 上述氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为50~60%。[0019] 与现有技术相比，本发明的特点及其有益效果是：
本发明采用钙化焙烧浮选分离方法处理氟碳铈矿，获得高品位稀土氧化物，稀土回收率高。与现有工艺相比，没有了酸碱的参与，生产流程得到了缩短，同时减少了试剂的消耗，有利于提高经济效益；同时氟化钙富集物中氟化钙含量较高，其他主要为硫酸钡，可作为生产萤石的原料，氟回收率高，有价元素得到资源化利用，提高了经济效益，降低了环境污染。附图说明
[0020]
图1为本发明实施例1中的氟碳铈矿的钙化焙烧浮选分离方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1中的浮选分离部分流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的氢氧化钙、水玻璃、草酸、草酸钾、草酸钙、草酸钠、油酸钠
和二号油（松醇油）均为市购工业产品。
[0022] 本发明实施例中氟的回收率采用上海菁华科技公司UV755B单光束紫外可见分光
[0021]
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光度计测得溶液中氟离子浓度后由计算获得。
[0023] 本发明实施例中采用的氟碳铈矿选自四川省冕宁县出产的氟碳铈矿精矿。[0024] 实施例1
采用的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为60%，含氟7%；将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比5:1混合均匀，于650℃焙烧3小时，冷却至常温，获得焙烧矿；
将焙烧矿置于浮选机的浮选槽中，加水搅拌成浓度为200g/L的矿浆，再用1mol/L的稀盐酸将矿浆pH值调至8；
向矿浆中加入水玻璃并搅拌，然后加入草酸钠并搅拌，然后加入油酸钠并搅拌，然后加入二号油并搅拌，每种药剂加入后的搅拌时间为3min；其中水玻璃的加入量按0.2g/kg氟碳铈矿，草酸钠的加入量按2g/kg氟碳铈矿，油酸钠的加入量按0.8g/kg氟碳铈矿，二号油的加入量按2mL /kg氟碳铈矿；然后打开浮选机充气阀门，鼓气一分钟后开始刮泡，得到粗选精矿（泡沫部分）和粗选尾矿（浮选槽中矿物）；
对粗选尾矿进行7级扫选，各级扫选按照步骤3的方式添加药剂并扫选，各级扫选的尾矿进入下一级扫选，各级扫选的扫选精矿与粗选精矿混合后作为总精矿，最后一级扫描的扫选尾矿为总尾矿；总精矿为氟化钙富集物，总尾矿为稀土氧化物；
稀土氧化物的重量纯度为97%，稀土回收率达到94%；氟的回收率达到96%；氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为53%。[0025] 实施例2
采用的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为30%，含氟3%；方法同实施例1，不同点在于：（1）将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比3:1混合均匀，于500℃焙烧4小时；（2）加水搅拌成浓度为300g/L的矿浆，再用1mol/L的碳酸钠溶液将矿浆pH值调至10；（3）依次加入水玻璃、草酸钾、油酸钠和二号油，每种药剂加入后的搅拌时间为4min；加入量分别按水玻璃0.4g/kg氟碳铈矿，草酸钾3g/kg氟碳铈矿，油酸钠0.6g/kg氟碳铈矿，二号油1.5mL /kg氟碳铈矿；
（4）对粗选尾矿进行5级扫选，获得的稀土氧化物的重量纯度为93%，稀土回收率达到92%；氟的回收率达到96%；氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为54%。[0026] 实施例3
采用的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为70%，含氟10%；方法同实施例1，不同点在于：（1）将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比7:1混合均匀，于800℃焙烧2小时；（2）加水搅拌成浓度为350g/L的矿浆，再用1mol/L的稀盐酸将矿浆pH值调至7；（3）依次加入水玻璃、草酸钙、油酸钠和二号油，每种药剂加入后的搅拌时间为5min；加入量分别按水玻璃0.6g/kg氟碳铈矿，草酸钙2g/kg氟碳铈矿，油酸钠0.4g/kg氟碳铈矿，二号油1mL /kg氟碳铈矿；
（4）对粗选尾矿进行9级扫选，获得的稀土氧化物的重量纯度为90%，稀土回收率达到95%；氟的回收率达到98%；氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为60%。[0027] 实施例4
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采用的氟碳铈矿的成分按重量百分比含稀土氧化物以REO计为50%，含氟5%；
方法同实施例1，不同点在于：（1）将氟碳铈矿与氢氧化钙按照质量比6:1混合均匀，于580℃焙烧3小时；（2）加水搅拌成浓度为400g/L的矿浆，再用1mol/L的碳酸钠溶液将矿浆pH值调至9；（3）依次加入水玻璃、草酸、油酸钠和二号油，每种药剂加入后的搅拌时间为4min；加入量分别按水玻璃0.8g/kg氟碳铈矿，草酸1g/kg氟碳铈矿，油酸钠0.2g/kg氟碳铈矿，二号油0.5mL /kg氟碳铈矿；
（4）对粗选尾矿进行7级扫选，获得的稀土氧化物的重量纯度为98%，稀土回收率达到90%；氟的回收率达到95%；氟化钙富集物中氟化钙的重量含量为50%。
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图1
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