復雜稀有金屬礦綜合利用新工藝

1、復雜稀有金屬礦綜合利用新工藝復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%?；痦椖炕痦椖浚簭V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，形成復雜的包裹、交生關(guān)系，導致單體解離困難，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