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，還可能造成嚴重的氟的二次污染，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“絡合轉(zhuǎn)化工藝”，是在HCl浸取氟碳鈰礦過程中加入絡合劑M，通過將F轉(zhuǎn)化為絡合物MFn，排除F對浸取過程的影響，達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?shù)奈談F轉(zhuǎn)化為價值高的氟產(chǎn)品。 實驗得到如下結論：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，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易結塊，使得最高F轉(zhuǎn)化率仍不很理想。 2)絡合轉(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)濟和環(huán)境效益。工藝的不足是礦中尚有12.23％RE3+未進入浸取液中；氟產(chǎn)品盡管能達到工業(yè)純要求，但難以達到更高純度標準。 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行比