專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含鐵稀土礦物冶金領(lǐng)域，具體涉及一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法。
背景技術(shù)：
含鐵稀土礦物包括如白云鄂博礦(又稱(chēng)包頭礦)、包頭稀土尾礦、包頭弱磁尾礦、包頭鐵尾礦、含稀土高爐渣和稀土合金渣等，上述礦物因成分復(fù)雜，有價(jià)元素富集率低，無(wú)法直接冶煉生產(chǎn)鐵或稀土產(chǎn)品，采用弱磁選礦無(wú)法分離其中的鐵和稀土礦物，而采用強(qiáng)磁選礦稀土則隨鐵礦物一同被選出損失較大，其它選礦方法也均無(wú)明顯效果。另外，目前的稀土精礦硫酸分解過(guò)程所產(chǎn)生的含氟、硫廢氣和高氨氮及高鹽堿廢
水以末端治理方式加以處理，成本較高，難以徹底治理，因此亟待解決的問(wèn)題是如何避免含鐵稀土礦物磁選過(guò)程中稀土的損失，同時(shí)充分分離和提取礦物中的鐵、稀土、氟、磷等有價(jià)元素。為了實(shí)現(xiàn)含鐵稀土礦物中鐵的分離，內(nèi)蒙古科技大學(xué)李保衛(wèi)等人采用微波磁化焙燒的方法將包頭礦中的三氧化二鐵還原為四氧化三鐵，以增加鐵礦相的磁性，從而達(dá)到在弱磁選礦過(guò)程中分離鐵礦相與稀土礦相的目的；另東北大學(xué)韓躍新等人采用高溫深度還原的方法將鐵礦物還原為金屬鐵，同樣可以達(dá)到弱磁選礦分離鐵與稀土礦物的目的。然而采用上述方法在焙燒過(guò)程中于650°C及更高的溫度下，稀土礦物中的氟(氟碳鈰礦)和磷(稀土磷酸鹽)被分解釋放出HF和磷化合物會(huì)污染環(huán)境同時(shí)浪費(fèi)氟、磷資源。為了避免產(chǎn)生稀土精礦硫酸高溫分解過(guò)程產(chǎn)生的含氟、硫廢氣等問(wèn)題，學(xué)者們研發(fā)了氫氧化鈉分解法、氧化鈣分解法和碳酸鈉分解法等，但上述方法中使用的稀土精礦均是通過(guò)強(qiáng)磁選礦后獲得，此時(shí)已造成稀土進(jìn)入尾礦壩而損失的情況，因此上述新分解方法仍無(wú)法避免稀土在選礦過(guò)程的損失。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法，能夠?qū)崿F(xiàn)礦物中鐵的磁化轉(zhuǎn)化、稀土礦的分解以及鐵與稀土礦相的分離，這避免了礦物的二次焙燒以及氟、硫廢氣的產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行
將含鐵稀土礦物與碳、堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物或堿土金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物其中的一種或兩種的混合物、堿金屬氯化物或堿土金屬氯化物其中的一種或兩種的混合物，按重量比100: (3 30) : (I. 5 30) : (0 20)比例混勻，形成混合物，將焙燒爐升溫至55(Tl300°C，將上述混合物置于焙燒爐內(nèi)焙燒10 120分鐘；
將焙燒后的混合物在O. 02^1. OT磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選分離，獲得品位為50°/Γ70%的鐵精礦，及稀土氧化物重量含量為5°/Γ Ο%的磁選尾礦。其中,所述的堿金屬為鈉或鉀,堿土金屬元素為鎂或隹丐。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有效果是
(1)本發(fā)明方法通過(guò)一步焙燒即可將含鐵稀土礦中的鐵還原同時(shí)分解稀土礦物，焙燒后的礦物中的鐵轉(zhuǎn)變?yōu)樗难趸F、氧化亞鐵或金屬鐵，稀土轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥裂趸?，其中稀土氧化物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到909Γ98%，氟化鈣和碳酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榉姿徕}，避免了強(qiáng)磁選礦過(guò)程稀土礦物的損失，減少了礦物處理的流程；
其中涉及到的反應(yīng)方程式包括
Fe203+C=Fe304+C0 ；
Fe203+C=Fe0+C0 ；
Fe203+C=Fe+C0 ；
REFC03+Ca (OH) 2=RE203+CaF2+H20+C02 ；
REP04+Ca (OH) 2+CaF2=RE203+Ca5F (PO4) 3+H20 ；
REFC03+Ca0=RE203+CaF2+C02 ；
REP04+Ca0+CaF2=RE203+Ca5F (PO4) 3 ；
REP04+CaC03+CaF2=RE203+Ca5F (PO4) 3+C02 ；
上式中Ca還可以為K、Na、Mg ；
(2)焙燒過(guò)程中礦物中的氟和磷生成氟磷酸鈣，避免了排入空氣污染環(huán)境，且稀土礦物分解與硫酸分解方法相比無(wú)含硫廢氣產(chǎn)生；
(3)焙燒礦物經(jīng)強(qiáng)磁選鐵后，稀土實(shí)現(xiàn)富集，可采用發(fā)明專(zhuān)利ZL200610047937.X(將稀土元素與氟磷酸鈣、氯磷酸鈣和磷酸鈣分離的方法)和ZL200710158855. 7 (一種酸性萃取劑絡(luò)合萃取分離稀土元素的方法)所述的方法有效回收稀土、磷氟等有價(jià)元素。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例采用的焙燒爐是YZ-1433型回轉(zhuǎn)窯，磁選設(shè)備采用CTB6012型磁選機(jī)；
本實(shí)施例中所用的堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物為市售化學(xué)試劑。本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)于獲得精鐵礦的分析方法是磁選獲得的鐵精礦檢測(cè)礦物中全鐵的質(zhì)量含量，并定義為鐵精礦的品位。獲得稀土富集物中稀土氧化物以REO計(jì)，其含量采用ICPS-8100型ICP發(fā)射光譜儀測(cè)試儀測(cè)試樣品中的稀土元素含量，從而計(jì)算獲得REO的含量。實(shí)施例采用的含鐵稀土礦物包括白云鄂博礦、包頭稀土尾礦、包頭弱磁尾礦和稀
土合金渣，上述礦物的成份如下表所示
表I白云鄂博礦主要成分表/wt%
瓦素IREOlTFe IF ICaO |P ISiOa IMgO | 其它
百云鄂博礦 k 6K2. 8 卜.34 |l4. 85 |θ· 86 |l0. 76 |3· 56 | 5· 23
表2包頭稀土尾礦主要成分表/wt%
瓦素Ireo ITFe If lcao Ip Isioa |Mgo |其它
瓦頭稀土尾礦丨3· 80 |l9. 6 | 2· 85 丨25· 95 |l. 01 |l7. 34 丨3· 19 | 6· 26
表3包頭弱磁尾礦主要成分表wt%
權(quán)利要求
1.一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 將含鐵稀土礦物與碳、堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物或堿土金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物其中的一種或兩種的混合物、堿金屬氯化物或堿土金屬氯化物其中的一種或兩種的混合物，按重量比100: (3 30) : (I. 5 30) : (0 20)比例混勻，形成混合物，將焙燒爐升溫至55(Tl300°C，將上述混合物置于焙燒爐內(nèi)焙燒10 120分鐘； 將焙燒后的混合物在O. 02^1. OT磁場(chǎng)強(qiáng)度下磁選分離，獲得品位為50°/Γ70%的鐵精礦，及稀土氧化物重量含量為5°/Γ Ο%的磁選尾礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法，其特征在于所述的堿金屬元素是鈉或鉀，堿土金屬元素是鎂或鈣。
全文摘要
本發(fā)明屬于含鐵稀土礦物冶金領(lǐng)域，具體涉及一種含鐵稀土礦物的一步焙燒還原-分解方法。本發(fā)明的步驟是將含鐵稀土礦物與碳、堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物或堿土金屬氧化物或堿土金屬氫氧化物其中的一種或兩種的混合物、堿金屬氯化物或堿土金屬氯化物其中的一種或兩種的混合物，按比例混勻成混合物，將混合物置于焙燒爐內(nèi)焙燒，焙燒后的混合物在0.02~1.0T下磁選分離，獲得品位為50%~70%的鐵精礦和稀土氧化物重量含量為5%~10%的磁選尾礦。本發(fā)明通過(guò)一步焙燒將鐵還原同時(shí)分解稀土礦物，焙燒后原礦物中的鐵轉(zhuǎn)變?yōu)樗难趸F、氧化亞鐵或金屬鐵，稀土轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥裂趸?，氟化鈣和碳酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榉姿徕}，避免了強(qiáng)磁選礦過(guò)程稀土礦物的損失，減少了礦物處理的流程。
文檔編號(hào)C22B1/02GK102876883SQ20121028382
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者吳文遠(yuǎn), 邊雪 申請(qǐng)人:東北大學(xué)