復(fù)雜稀有金屬礦綜合利用新工藝

1、復(fù)雜稀有金屬礦綜合利用新工藝復(fù)雜稀有金屬礦綜合利用新工藝劉牡丹，劉勇，劉珍珍（廣州有色金屬研究院，廣州510650）摘要摘要：研究一種從復(fù)雜稀有金屬礦中綜合回收稀土、鈮、鈦的新工藝。按6∶5的酸礦質(zhì)量比添加濃硫酸混勻后在400℃酸化，酸化渣浸出后，浸出液按1∶1的體積比加水在100℃水解60min得到水解沉淀，浸出渣采用強磁選分離得到磁性物及非磁性物。將水解沉淀與磁性物混勻在1800℃還原熔煉，獲得Nb2O5含量22.38%、鐵品位52

2、.32%的鈮鐵合金和TiO2含量35.12%的鈦渣，鈮、鈦回收率分別為66.89%和50.38%。水解液在通入空氣的條件下用氨水調(diào)節(jié)至pH=3進行固液分離，按理論量1.2倍添加草酸沉淀稀土，最后將該稀土沉淀在950℃煅燒60min，可得到REO含量92.4%的稀土氧化物，稀土總回收率71.32%。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：稀有金屬礦；綜合利用；氧化稀土；鈮鐵合金；鈦渣中圖分類號：中圖分類號：TD983文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：1

3、0077545（2012）07000000NewComprehensiveUtilizationProcessfComplexRareMetaleLIUMudanLIUYongLIUZhenzhen(GuangzhouResearchInstituteofNonferrousMetalsGuangzhou510650China)Abstract:Anewprocessofrareearthniobiumtitaniumrecovered

4、fromcomplexraremetalewasstudied.Theewasacidizedat400℃withthemassratioofconcentratedsulfuricacidraweof6∶5.Thesolutionobtainedfromtheacidificationslagleachingprocesswashydrolyzedat100℃f60minwiththeadditionofwateraccdingtot

5、hevolumeratioof1∶1thehydrolysisprecipitationwasobtained.Theleachedresiduewastreatedbystrongmagicseparationtoobtainthemagicnonmagicmaterials.Themixtureofthehydrolysisprecipitationmagicmaterialswerereductionsmeltedat1800℃t

6、oobtaintheferrocolumbiumwith22.38%Nb2O552.32%TFethetitaniumslagwith35.12%TiO2therecoveryofniobiumtitaniumwas66.89%50.38%respectively.TherareearthoxideproductswithREOcontentof92.4%couldbeobtainedwiththetotalrecoveryofrare

7、earthof71.32%whenthehydrolysissolutionwasadjustedtopHvalueof3withtheadditionofammoniawaterinoxidizingatmospheresolidliquidseparationoxalicacidwasaddedaccdingto1.2timesoftherareearththeydosagetothefiltratetheoxalicacidrar

8、eearthwasroastedat950℃f60min.Keywds:raremetalecomprehensiveutilizationrareearthoxideferrocolumbiumtitaniumslag隨著單一易選的稀有金屬礦物資源日趨減少，越來越多的“貧、細、雜”復(fù)雜礦物受到關(guān)注，它們往往共生或伴生，難以選礦分離富集[13]。目前國內(nèi)外對這類礦的綜合回收研究較少[46]。由于開發(fā)技術(shù)的滯后，大部分復(fù)雜稀有金屬資源開發(fā)

9、利用率低或未能工業(yè)開采，與高新技術(shù)對稀有金屬材料需求日益增長形成巨大的差距。我國內(nèi)蒙、新疆、云南、山西、四川、山東及國外澳大利亞、加拿大、巴西等地均蘊藏豐富的稀有金屬資源，礦石中伴生了大量稀土、鈮、鈦、鉭、鋯、鉿等稀有金屬，具有重要的開發(fā)利用價值。但是這類資源至今尚未得到充分的利用[79]。本文采用“酸化浸出—水解除雜—磁選熔煉—沉淀煅燒”新工藝來處理某伴生稀土、鈮、鉭、鈦的稀有金屬礦，綜合回收礦石中的稀土、鈮、鈦。1試驗原料與方法試驗

10、原料與方法1.1試驗原料試驗原料試驗原料為一種含多種有價元素的稀有金屬礦[9]，含TiO27.05%、Nb2O51.72%、Ta2O50.06%、REO2.76%、Fe26.30。工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，礦石中沒有獨立的稀土礦物，稀土主要富集于纖磷鈣鋁石（88.40%）和褐鐵礦（11.47%）中。鈮的獨立礦物有鈮鐵礦和鋇鍶燒綠石，兩者中鈮的占有率為24.23%；其余鈮礦物主要富集于纖磷鈣鋁石（43.49%）和鐵礦物（24.50%）中；鈮

11、鐵金紅石、假金紅石、含鉭鈮金紅石、鈦鐵礦中鈮的占有率為7.78%。鈦的獨立礦物有鈦鐵礦、假象金紅石，以鈦的獨立礦物和含鈮鉭金紅石礦物形式存在的鈦占原礦總鈦量的45.38%；鐵礦物中鈦的占有率為38.82%；纖磷鈣鋁石中鈦的占有率為15.80%。基金項目基金項目：廣東省科技廳國際合作項目（2009B050700002）收稿日期收稿日期：20111227作者簡介作者簡介：劉牡丹（1982），女，湖南郴州人，博士.doi：10.3969j.i

12、ssn.10077545.2012.07.010表1浸出液水解結(jié)果浸出液水解結(jié)果Table1Hydrolysisexperimentresultsofleachedsolution項目Nb2O5TiO2REOFeAlP水解沉淀%38.2216.340.050.230.120.22水解溶液(gL1)0.320.392.1514.387.574.28水解率%90.1372.34除雜溶液(gL1)0.450.622.670.430.314.0

13、5從表1可知，浸出溶液經(jīng)水解后，鈮、鈦大部分在水解沉淀中富集，水解液除雜后，雜質(zhì)Al、Fe含量較低。2.3磁選熔煉磁選熔煉將浸出渣在636624Am(8000Oe)的場強下進行濕式磁選，分離磁性物及非磁性物，結(jié)果如表2所示。表2浸出渣強磁選結(jié)果浸出渣強磁選結(jié)果Table2Strongmagicseparationresultsofleachedresidue磁性物非磁性物元素含量%回收率%含量%回收率%REO0.4515.740.898

14、4.26Nb2O51.3543.800.6456.20TiO223.8953.617.6246.39Fe42.1555.0212.7044.98從表2可知，浸出渣經(jīng)強磁分選后，磁性物中鐵品位升高到42.15%，TiO2含量從12%升高到23.89%，Nb2O5含量也從0.83%富集到1.35%。將磁性物與水解沉淀混勻，在1800℃還原熔煉30min，獲得Nb2O5含量22.38%、鐵品位52.32%的鈮鐵合金和TiO2含量35.12%的

15、鈦渣，鈮的總回收率為66.89%，鈦的總回收率為50.38%，實現(xiàn)了鈮、鈦的綜合回收。2.4沉淀煅燒沉淀煅燒按稀土與草酸1∶1.2的質(zhì)量比往除雜溶液中加入草酸來沉淀稀土，然后將該稀土沉淀在馬弗爐內(nèi)950℃煅燒60min即可得到REO含量92.4%的氧化稀土產(chǎn)品，全流程稀土總回收率為71.32%。全流程各產(chǎn)品主要化學(xué)成分如表3所示。表3全流程產(chǎn)品主要成分全流程產(chǎn)品主要成分Table3Mainchemicalcomponentsofthep

16、roductsobtainedinthewholeprocess樣品REO%Nb2O5%P2O5gAl2O3%Fe%TiO2%氧化稀土92.40.121.181.321.460.34鈮鐵合金22.3852.325.07鈦渣2.8835.123結(jié)論結(jié)論1）原礦中絕大部分稀土、鈮礦物及50%左右的鈦礦物富集于纖磷鈣鋁石和鐵礦物中，形成復(fù)雜的包裹、交生關(guān)系，導(dǎo)致單體解離困難，采用物理選礦方法難以富集稀土、鈮、鈦礦物。2）采用“酸化浸出—水解除