磷矿中伴生重稀土的提取

1、doi : 10.3969/j.issn.1007-7545.2012.02.008磷矿中伴生重稀土的提取冯林永，蒋训雄，汪胜东，范艳青，蒋伟，张登高，刘巍 (北京矿冶研究总院，北京100070)摘要：研究了磷矿中伴生重稀土的硝酸浸出与萃取。研究了温度、硝酸浓度、时间、液固比等因素对重稀土浸 出率的影响。重稀土浸出的适宜条件为：45% hno3、60 c、液固比2.5、浸出时间90 min,此条件下重稀土浸出率达99%、萃取率98.5%、总回收率可达 97.5%,磷矿的分解率均大于 98%。关键词：磷矿；重稀土；浸出；萃取；硝酸中图分类号：tf845+.3文献标识码：a文章编号：1007-75

2、45 (2012) 02-0000-00recovery of heavy rare earth elements from phosphoritefeng lin-yong, jiang xun-xiong, wang sheng-dong, fan yan-qing, jiang wei, zhang deng-gao, liu wei (beijing general research institute of mining and metallurgy, beijing 100007, china )abstract: leaching and solvent extraction o

3、f heavy rare earth elements (hree) from phosphate rock with nitric acid were studied. the effects of temperature, nitric acid concentration, time, and liquid-to-solid ratio on hree leaching rate were studied. the optimum conditions for leaching hree is 45% hno 3, 60 c , ratio of liquid to solid is 2

4、.5, leaching time is 90 min. under these conditions, hree leaching rate and solvent extraction rate are 99% and 98.5% respectively, and total recovery of hree is up to 97.5%. the decomposition percentage of phosphate rock is greater than 98%.key words： phosphate; heavy rare earth elements (hree); le

5、aching; solvent extraction ; nitric acid我国稀土资源分布具有北轻南重的特点。其中，轻稀土资源较丰富，仅内蒙古白云鄂博矿区已探明轻稀土超过1亿t,预测远景量大于 2.1亿t。我国重稀土资源储量相对较少，主要以南方离子吸附型稀土矿为主，探 明储量仅约150万t。我国磷矿中伴生重稀土量巨大，仅贵州某矿区磷矿资源就伴生约60万t重稀土资源，因此，提取磷矿中伴生重稀土具有重大的经济社会效益与环境意义1-4。本文采用硝酸法对磷矿中伴生重稀土进行了浸出研究，详细研究了温度、硝酸浓度、时间、液固比等因素 对浸出率的影响，同时对浸出液中的重稀土用中性萃取剂进行了萃取分离试

6、验研究。1试验原料与方法1.1试验原料试验原料来自贵州某地磷矿。化学分析表明矿石含p2o5 31.9%, cao 50.5%, sio2 5.2%, feo 1.0%, mgo1.4%, al 2o3 0.3%。物相分析表明胶磷矿、磷灰石和白云石是矿物的主要成分，还含有少量石英、玉髓、褐铁矿及有机质等。磷矿中重稀土含量 0.086%,主要与胶磷矿呈类质同象存在，其中各稀土元素配分为（）: tb2o31.0、dy2o3 5.9、ho2o3 1.2、er2o3 3.4、tm2o3 0.4、yb2o3 1.8、uj2o3 0.2、y2o3 86.1。1.2试验方法称取一定粒度的磷矿，缓慢加入到一定浓

7、度的硝酸溶液中，反应后固液分离，渣经淋洗后烘干，用icp-aes检测渣中重稀土含量计算提取率。试验中硝酸为分析纯试剂、水为去离子水。2结果与讨论2.1 浸出时间的影响固定条件：60 c、50%hno3、液固比2 ： 1、粒度-0.040 mm占82%。随浸出时间的增加重稀土浸出率逐 渐增加，浸出30 min时重稀土浸出率为 91.5%, 60 min时浸出率94.3%, 120 min时浸出率达99.8%,此后再增 加浸出时间，重稀土浸出率变化不大。可见，合适的浸出时间为120 min。2.2 硝酸浓度的影响固定条件：60 c、240 min、液固比2.5 ： 1、粒度-0.040 mm占82

8、%。试验结果见图 1。由图1可见，适宜 的硝酸浓度为45%,此时浸出率达 99.9%,磷矿分解率为98%。浸出过程中磷矿的分解率与重稀土的浸出率呈 正相关关系。基金项目：国家科技支撑计划项目 （2007bab08b03）作者简介：冯林永（1980-）,男，湖北仙桃人，工程师25303540455055硝酸流度伙图1硝酸浓度对hree浸出率的影响fig.1 effect of nitric acid concentration on hree leaching rate2.3浸出温度的影响固定条件：45%hno3、240 min、液固比2.5 ： 1、粒度-0.040 mm占82%,结果如图2所

9、示。随温度的升高重稀土浸出率逐渐增大，合适的浸出温度为60 co100r“/06111111203040506070浸出温度* c图2温度对hree浸出率的影响fig.2 effect of temperature on hree leaching rate2.4液固比的影响固定条件：45%hno3、240 min、60 c、粒度-0.040 mm占82%。液固比对重稀土浸出率的影响如图3所示。由图3可见，随液固比的增大，重稀土浸出率逐渐增加，合适的液固比为2.5： 1。10如我1020液同比图3液固比对hree浸出率的影响fig.3 effect of liquid-to-solid rat

10、io on hree leaching rate2.5溶液中重稀土萃取与洗水混合后的溶液含重稀土245.7 mg/l,用50% tbp+磺化煤油、相比 o/a=2/1进行三级逆流萃取，萃取时间 10 min ，循环 3 次，通过分析水相重稀土前后含量变化计算萃取率。结果表明，经过三级逆流萃取，重 稀土总萃取率可达98.5% ，其中单个重稀土的萃取率均大于97% 。3 结论1) 硝酸可以较好地浸出磷矿中的重稀土，同时磷矿的分解率也较高。随硝酸浓度增加、温度升高、液固比增大，重稀土浸出率逐渐增大。适宜条件为：温度 60 c、hno3浓度45%、浸出时间120 min、液固比2.5 ： 1。在此条件

11、下，重稀土浸出率和磷矿分解率均大于98%。2) 用 tbp 萃取溶液中的重稀土，萃取率为 98.5% ，浸出与萃取过程稀土总回收率可达97.5% 。参考文献1 王明，译 . 波兰从磷灰石中提取稀土 j. 国外动态， 1996 ： 19.2 贾继奎 . 从磷灰石中提取稀土的工艺综述 j. 有色金属与稀土应用， 2001(4) ： 25-29.3 jarosiski a ， kowalczyk j ， mazanek cz development of the polish w asteless technology of apatite phosphogypsum utilization with recovery of rare earthsj. j allo