氟碳鈰礦中氟的資源化與稀土浸取工藝研究.pdf

1、氟碳鈰礦是我國獨特的不可再生的戰(zhàn)略性資源。目前氟碳鈰礦的主流浸取工藝是“氧化焙燒—鹽酸浸取工藝”，由于該工藝忽視了氟碳鈰礦中氟的大量存在對稀土浸取工藝的嚴(yán)重影響，由此產(chǎn)生“高消耗、高排放，高排放”的“三高”問題。隨著國家對氟碳鈰礦資源和環(huán)境安全的重視，建立清潔的氟碳鈰礦浸取工藝顯得尤為必要。 以往對氟碳鈰礦浸取工藝的研究，僅停留在將礦中氟作為“雜質(zhì)”除去，不僅浪費了自然資源，轉(zhuǎn)移出來的氟處置不當(dāng)，還可能造成嚴(yán)重的氟的二次污染，得

2、不償失。本課題將礦中的氟作為“資源”，從氟資源化的視角研究將氟轉(zhuǎn)化為附加值高的含氟產(chǎn)品的綠色理論和方法，并以其為中心，創(chuàng)立了干法和濕法兩條途徑浸取氟碳鈰礦。旨在將礦中的氟轉(zhuǎn)化為較高檔有用產(chǎn)品，提高氟碳鈰礦的資源綜合利用，同時減少化學(xué)原料的用量，大幅度地降低氟碳鈰礦的生產(chǎn)成本和減輕環(huán)境污染。 干法是用氟碳鈰礦分別與SiO2、活性碳(C)和硼酸(H3BO3)混合焙燒，希望分別將F轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物SiF4、CF4和BF3，再選擇合適的吸

3、收劑吸收中間產(chǎn)物并轉(zhuǎn)化為附加值高的含氟產(chǎn)品；酸浸出稀土成分。濕法有兩種工藝，一為“絡(luò)合轉(zhuǎn)化工藝”，是在HCl浸取氟碳鈰礦過程中加入絡(luò)合劑M，通過將F轉(zhuǎn)化為絡(luò)合物MFn，排除F對浸取過程的影響，達(dá)到提高稀土浸取率的目的；另一為“硫酸浸取工藝”，是濃H2SO4將氟碳鈰礦中F轉(zhuǎn)化為HF，再選擇適當(dāng)?shù)奈談F轉(zhuǎn)化為價值高的氟產(chǎn)品。 實驗得到如下結(jié)論：1)干法轉(zhuǎn)化工藝中選用了SiO2、活性碳(C)和硼酸(H3BO3)分別與氟碳鈰礦混合

4、焙燒，只有用H3BO3時氟的轉(zhuǎn)化效果較理想。SiO2和C與氟碳鈰礦混合始終是固——固反應(yīng)，所以氟的轉(zhuǎn)化效果很不理想；H3BO3與氟碳鈰礦熟礦和生礦混合焙燒的效果較好，與熟礦混合焙燒F的轉(zhuǎn)化率最高為67.21％，與生礦混合焙燒F的轉(zhuǎn)化率最高為72.42％，但由于H3BO3易結(jié)塊，使得最高F轉(zhuǎn)化率仍不很理想。 2)絡(luò)合轉(zhuǎn)化工藝對RE3+的最高浸取率為87.77％，浸取液中mCeO2/∑mRE2O3＜5％，礦中78.46％的氟轉(zhuǎn)化為氟

5、產(chǎn)品，具有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。工藝的不足是礦中尚有12.23％RE3+未進(jìn)入浸取液中；氟產(chǎn)品盡管能達(dá)到工業(yè)純要求，但難以達(dá)到更高純度標(biāo)準(zhǔn)。 3)硫酸浸取工藝(2)對氟碳鈰礦稀土成分浸取率高，RE3+和Ce4+的最高浸取率分別為89.92％和92.89％；氟的轉(zhuǎn)化效率也高達(dá)90.92％。工藝實現(xiàn)了氟的資源化，其最大的不足在于市場對硫酸稀土需求量小，需要耗一定的化學(xué)試劑將硫酸稀土轉(zhuǎn)化為氯化稀土。 論文對研究的三種工藝進(jìn)行比