白云鄂博尾礦加碳氯化反應研究.pdf

1、包頭白云鄂博共生礦是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最大的以鐵、稀土、鈮為主的大型多金屬共生礦床。是我國稀土工業(yè)的主要原料基地。該礦組成復雜、礦物的物理化學性質(zhì)也非常復雜。包鋼選礦廠自建立以來，由于工藝技術(shù)條件的限制和選鐵后的相對富集，使所產(chǎn)生的尾礦中的稀土氧化物（以REO計）平均品位達到8％左右，這幾乎與原礦中的稀土品位相當，價值十分可觀。大量的尾礦堆棄在尾礦庫中造成極大浪費，又破壞周圍生態(tài)環(huán)境。對尾礦中的稀土、鐵等礦物進行綠色化學提取是十分必要的

2、，既減少資源浪費又能大幅度的提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益。
　　 氯化法分離稀土礦是基于在高溫下用氯氣與礦物發(fā)生化學作用，使其中的元素生成氯化物，再利用各種元素氯化物揮發(fā)性不同及水溶性不同將其分離。碳酸鈉焙燒法是以碳酸鈉作為分解劑，通過高溫焙燒使稀土礦中稀土氟碳酸鹽和稀土磷酸鹽與Na2CO3作用分解生成稀土氧化物和可溶性的磷酸稀土復鹽，同時鈰由三價氧化成為四價，達到分解富集稀土的目的，為后續(xù)冶金加工提供良好原料。
　　 目前，

3、從氟碳鈰礦中提取稀土所選用的分解劑主要有：MgO、Na2CO3、SiC14、NH4Cl。本論文以白云鄂博尾礦為研究對象，結(jié)合氯化法和碳酸鈉焙燒法分解兩種方法，以碳酸鈉作分解劑，針對包鋼選礦廠尾礦中稀土的化學提取設計了兩套工藝：(1)尾礦碳熱氯化除雜處理后以SiCl4為脫氟劑的加碳氯化法。經(jīng)過低溫氯化預處理后的尾礦，其中的鐵、鈣、鋇、鎂、鉀、錳等元素大部分都以氯化物除去，從而提高了尾礦中稀土的品位。而在低溫下稀土的氯化率極低，主要還是以稀

4、土磷酸鹽、稀土氟氧化物、少量稀土氟碳酸鹽、少量的氟化稀土的形態(tài)存在，以SiCl4作為脫氟劑氯化法分解稀土尾礦是基于在高溫下用氯氣與礦物發(fā)生化學作用，使其中的元素生成氯化物。其中脫氟劑SiCl4能顯著地提高了稀土尾礦的氯化率。(2)尾礦經(jīng)碳酸鈉焙燒分解預處理后進行碳熱氯化反應。通過混入碳酸鈉高溫焙燒使尾礦中的稀土氟碳酸鹽、稀土磷酸鹽與Na2CO3發(fā)生分解反應生成稀土氧化物，經(jīng)過水洗、酸洗處理后作為碳熱氯化制取稀土氯化物的良好原料。

5、　　 在第一種情況下考察了不同溫度氯化后尾礦中各元素的氯化百分率，其中鐵、鈣、鋇、錳等元素在540℃氯化反應2h后，氯化率都在80％以上，水不溶渣的X射線衍射結(jié)果表明：Fe2O3的特征峰已經(jīng)消失，而CaF2的特征峰也大量降低。氯化后的水不溶物以SiCl4作為脫氟劑進行二次氯化，稀土回收率在600℃可達92％。
　　 在第二種情況下考察了經(jīng)過焙燒后不同氯化溫度對尾礦中稀土元素氯化率的影響。稀土的回收率在500℃的低溫下達到77％