1.本發(fā)明屬于濕法冶金技術領域，具體涉及一種去除稀土浸出液中磷的方法。

背景技術：

2.我國稀土資源豐富，礦種齊全，主要有離子吸附型稀土礦、氟碳鈰礦和氟碳鈰-獨居石混合型礦，其中獨居石中含有大量的磷，目前該礦種的冶煉工藝主要是濃硫酸焙燒-浸出-中和除雜。由于對精礦中釷的處理工藝不同，濃硫酸焙燒又分為高溫焙燒(600-800℃)和低溫焙燒(約300℃)。無論其屬于高溫焙燒還是低溫焙燒工藝，在稀土浸出的過程中(包括：焙燒、浸出、中和除雜)，磷會以離子的形態(tài)存在于浸出液中，在中和除雜時，其會與稀土離子相結合，形成磷酸稀土沉淀，造成了稀土的損失，降低稀土收率。

3.磷的去除通常采用的工藝方法是：在稀土精礦中混摻一定量的鐵精粉，再加入相應比例的硫酸，保證鐵精礦與硫酸的質量比為1.15～1.45，經(jīng)回轉窯加熱焙燒后，鐵精粉在回轉窯內(nèi)直接達到固磷和除磷的效果。具體方程式如下：

4.2repo4+3h2so4＝re2(so4)3+2h3po45.fe2o3+3h2so4＝fe2(so4)3+3h2o

6.2feo+2h2so4＝fe2o3+2h2o+so2↑

+so3↑

7.2h3po4+fe2(so4)3＝2fepo4+3h2so48.該方法存在硫酸、天燃氣、鐵精粉消耗量大、尾氣處理量大且處理困難(內(nèi)熱式回轉窯)、精礦投入量小、操作環(huán)境差等問題。

9.在實際生產(chǎn)過程中由于稀土精礦與鐵精粉都為固體顆粒粉末，存在混合不徹底的現(xiàn)象，并且鐵精粉、精礦與硫酸反應速度不同，經(jīng)常出現(xiàn)焙燒窯體內(nèi)局部酸礦比不足，造成精礦或鐵精粉粘在回轉窯內(nèi)壁上而形成“結圈”現(xiàn)象，需停窯、停料后進行單獨處理“結圈”現(xiàn)象，增加了勞動負荷，抑制了產(chǎn)能的提升。除此之外，由于“結圈”或精礦與鐵精粉混合不徹底，還存在焙燒礦中鐵含量不均衡的現(xiàn)象，在鐵含量不足的情況下，中和除雜時(去除鐵和鋁等雜質)，“多余”的磷會與稀土形成磷酸稀土沉淀，最終隨浸出渣排出系統(tǒng)外，造成了稀土的損失，降低稀土收率。

技術實現(xiàn)要素：

10.本發(fā)明的目的在于提供一種去除稀土浸出液中磷的方法，在不影響稀土收率的前提下，在浸出過程中加入(聚合)硫酸鐵，中和除雜時固磷、除磷，避免了煅燒稀土精礦過程中鐵精粉的使用，從而從根本上杜絕了“結圈”、混合不徹底的現(xiàn)象。

11.本發(fā)明使用的技術解決方案：

12.去除稀土浸出液中磷的方法，包括：

13.在焙燒段，將稀土精礦與濃硫酸混合均勻后經(jīng)回轉窯焙燒形成稀土焙燒礦；

14.在浸出段，在稀土焙燒礦的浸出液中加入鐵離子，鐵離子與磷酸離子反應生成磷酸鐵沉淀；

15.磷酸鐵沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除雜段固液分離后，磷酸鐵沉淀隨浸出渣排出。

16.進一步，在浸出段，稀土焙燒礦經(jīng)水浸后生成硫酸稀土溶液，硫酸鐵以溶液或固體形式加入到稀土焙燒礦的浸出槽中，形成磷酸鐵沉淀。

17.進一步，加入鐵的量為fe2o3：p≥2.7：1。

18.進一步，配置含有鐵離子的助浸劑，以助浸劑的形式加入浸出段。

19.進一步，以硫酸鐵溶液作為助浸劑，助浸劑濃度100-300g/l。

20.進一步，將固體聚合硫酸鐵加入洗渣水中，含有鐵離子的洗渣水回用到浸出段。

21.進一步，加入固體聚合硫酸鐵后，洗渣水中鐵離子濃度為1-10g/l。

22.進一步，將聚合硫酸鐵以固體或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中，根據(jù)稀土浸出液中的磷含量控制硫酸鐵的加入量，固體聚合硫酸鐵折算成fe2o3的質量：浸出液中p的質量比≥2.7。

23.進一步，中和除雜段，硫酸稀土浸出液、磷酸鐵沉淀固液分離后，硫酸稀土浸出液中加入氧化鎂進行中和除雜，除雜過程中，控制水浸液ph值＝5-6，以去除水浸液中的鐵、鋁雜質。

24.進一步，浸出段包括n級相串聯(lián)的浸出槽，中和除雜過程包括：第一次固液分離、中和除雜、第二次固液分離，第一次固液分離過程中使用回用水洗渣，洗渣水回用到第一級浸出槽中，第二次固液分離的洗渣水回用到第三級浸出槽中，鐵離子加入第3級浸出槽。

25.本發(fā)明技術效果包括：

26.1、本發(fā)明方法在不影響稀土收率的前提下，在浸出過程中加入(聚合) 硫酸鐵，中和除雜時固磷、除磷，避免了煅燒稀土精礦過程中鐵精粉的使用，從而從根本上杜絕了“結圈”、混合不徹底的現(xiàn)象。

27.將(聚合)硫酸鐵以溶液或固體形式加入到稀土焙燒礦浸出槽中，在中和除雜的過程中，硫酸鐵將與磷酸反應生成磷酸鐵沉淀，并最終隨浸出渣集中存放，達到了固磷的目的。

28.2、節(jié)約了焙燒段天然氣和硫酸的消耗，提高了回轉窯焙燒稀土的產(chǎn)能和收率，降低生產(chǎn)成本。

29.可以減少了尾氣的處理量，有效改善現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，提高了回轉窯焙燒稀土的產(chǎn)能和收率，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。

30.提高了生產(chǎn)運行的穩(wěn)定性以及回轉窯的利用率，焙燒階段稀土精礦與硫酸反應均勻、單一，在總酸耗定量的情況下，提升回轉窯焙燒稀土精礦產(chǎn)量約40％。

31.3、具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

32.本發(fā)明具有操作簡單，調(diào)整周期短，成本低等優(yōu)點，可以有效改善現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。

附圖說明

33.圖1是本發(fā)明中去除稀土浸出液中磷的方法的流程圖。

具體實施方式

34.以下描述充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領域的技術人員能夠實踐和

再現(xiàn)。

35.如圖1所示，是本發(fā)明中去除稀土浸出液中磷的方法的流程圖。

36.去除稀土浸出液中磷的方法，包括以下步驟：

37.步驟1：在焙燒段，將稀土精礦與濃硫酸混合均勻后經(jīng)回轉窯焙燒形成稀土焙燒礦；

38.步驟2：在浸出段，在稀土焙燒礦的浸出液中加入鐵離子，鐵離子與磷酸離子反應生成磷酸鐵沉淀；加入鐵的量為fe2o3：p≥2.7：1；

39.本發(fā)明將除磷的工作后移，即焙燒時不在稀土精礦中摻雜鐵精粉，將鐵元素的加入工序以不同的鐵的存在形式移到浸出段，這樣就不會存在稀土精礦焙燒過程中產(chǎn)生混合不徹底的現(xiàn)象，且在焙燒段硫酸與稀土精礦反應較單一，亦不存在反應不均勻的現(xiàn)象。

40.聚合硫酸鐵與硫酸鐵都屬于無機物，都含三價鐵離子，硫酸鐵所形成的游離三價鐵離子要多一些，但聚合硫酸鐵屬高分子聚合物，硫酸鐵相對聚合硫酸鐵的腐蝕性較大。

41.在浸出段，稀土焙燒礦經(jīng)水浸后生成硫酸稀土溶液，此時，將硫酸鐵以溶液或固體形式加入到稀土焙燒礦的浸出槽中，形成磷酸鐵沉淀，達到固磷目的。

42.在浸出段加入鐵離子的形式有三種：

43.1、以配置含有鐵元素的助浸劑，以助浸劑的形式加入浸出段。

44.配置(聚合)硫酸鐵溶液作為助浸劑，助浸劑濃度100-300g/l。

45.2、將固體(聚合)硫酸鐵直接加入洗渣水(洗渣水主要成分為稀土離子)中，含有鐵離子的洗渣水回用到浸出段。

46.加入固體(聚合)硫酸鐵后，洗渣水中鐵離子(fe

3+

)濃度為1-10g/l。

47.3、將(聚合)硫酸鐵以固體或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中。

48.根據(jù)浸出液(主要成分為硫酸稀土)中的磷含量控制(聚合)硫酸鐵的加入量，固體(聚合)硫酸鐵折算成fe2o3的質量：浸出液中p的質量≥ 2.7。

49.步驟3：磷酸鐵沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除雜段固液分離后，磷酸鐵沉淀隨浸出渣排出。

50.中和除雜段(固磷段)：硫酸稀土浸出液、磷酸鐵沉淀固液分離后，硫酸稀土浸出液中加入氧化鎂進行中和除雜，除雜過程中，為去除水浸液中的鐵、鋁等雜質，控制水浸液ph值＝5-6。

51.浸出段包括n級相串聯(lián)的浸出槽，中和除雜過程包括：第一次固液分離、中和除雜、第二次固液分離，第一次固液分離過程中使用回用水(回用水為蒸鹽結晶時產(chǎn)生的冷凝水)洗渣，洗渣水回用到第一級浸出槽中，外排渣送入渣池；第二次固液分離的洗渣水回用到第三級浸出槽中，中和渣送入渣池；鐵離子加入第3級浸出槽。

52.在中和除雜的過程中，硫酸鐵與磷酸反應生成磷酸鐵沉淀，磷酸鐵沉淀最終隨浸出渣排出，達到了除磷的目的。

53.實施例1

54.表1含磷稀土精礦的組成/％

[0055][0056]

1)、焙燒段：

[0057]

精礦投入量(以干礦計)：1.5t/h；

[0058]

濃硫酸礦質量比：1.2：1，硫酸濃度：98％；

[0059]

焙燒時間：2h；

[0060]

焙燒溫度：600℃

[0061]

(2)、浸出段：

[0062]

水浸液p含量：1.32g/l

[0063]

水浸液流量：25m3/h

[0064]

(聚合)硫酸鐵流量：0.53m3/h

[0065]

(聚合)硫酸鐵濃度(以fe2o3計)：180g/l

[0066]

(3)、中和除雜段(固磷段)：

[0067]

水浸液p含量：《10ppm

[0068]

水浸液fe2o3含量：《10ppm

[0069]

外排渣稀土含量(以reo計)：4.3％

[0070]

實施例2

[0071]

表2含磷稀土精礦的組成/％

[0072]

reocaopfpbobaomno2al2o3znoh2osfe2o350.713.814.010.10.430.600.280.170.115.50.422.7

[0073]

(1)、焙燒段：

[0074]

精礦投入量：1.0t/h

[0075]

酸礦質量比：1.3：1

[0076]

硫酸濃度：98％

[0077]

焙燒時間：2h

[0078]

焙燒溫度：600℃

[0079]

(2)、浸出段：

[0080]

水浸液p含量：0.59g/l

[0081]

水浸液流量：15m3/h

[0082]

(聚合)硫酸鐵流量：0.13m3/h

[0083]

(聚合)硫酸鐵濃度(以fe2o3計)：220g/l

[0084]

(3)、中和除雜段(固磷段)：

[0085]

水浸液p含量：《10ppm

[0086]

水浸液fe2o3含量：《10ppm

[0087]

外排渣稀土含量(以reo計)：3.7％

[0088]

實施例3

[0089]

表3某含磷稀土精礦的組成/％

[0090]

reocaopfpbomno2tho2al2o3znoh2ofe2o358.78.174.814.590.560.320.210.10.1711.72.2

[0091]

(1)、焙燒段：

[0092]

精礦投入量：2.5t/h

[0093]

酸礦質量比：1.3：1

[0094]

硫酸濃度：98％

[0095]

焙燒時間：2h

[0096]

焙燒溫度：300℃

[0097]

(2)、浸出段：

[0098]

水浸液p含量：1.5g/l

[0099]

水浸液流量：45m3/h

[0100]

(聚合)硫酸鐵流量：0.74m3/h

[0101]

(聚合)硫酸鐵濃度(以fe2o3計)：280g/l

[0102]

(3)、中和除雜段(固磷段)：

[0103]

水浸液p含量：《10ppm

[0104]

水浸液fe2o3含量：《10ppm

[0105]

外排渣稀土含量(以reo計)：3.2％

[0106]

本發(fā)明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離技術方案的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。技術特征：

1.一種去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，包括：在焙燒段，將稀土精礦與濃硫酸混合均勻后經(jīng)回轉窯焙燒形成稀土焙燒礦；在浸出段，在稀土焙燒礦的浸出液中加入鐵離子，鐵離子與磷酸離子反應生成磷酸鐵沉淀；磷酸鐵沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除雜段固液分離后，磷酸鐵沉淀隨浸出渣排出。2.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，在浸出段，稀土焙燒礦經(jīng)水浸后生成硫酸稀土溶液，硫酸鐵以溶液或固體形式加入到稀土焙燒礦的浸出槽中，形成磷酸鐵沉淀。3.如權利要求2所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，加入鐵的量為fe2o3：p≥2.7：1。4.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，配置含有鐵離子的助浸劑，以助浸劑的形式加入浸出段。5.如權利要求4所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，以硫酸鐵溶液作為助浸劑，助浸劑濃度100-300g/l。6.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，將固體聚合硫酸鐵加入洗渣水中，含有鐵離子的洗渣水回用到浸出段。7.如權利要求6所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，加入固體聚合硫酸鐵后，洗渣水中鐵離子濃度為1-10g/l。8.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，將聚合硫酸鐵以固體或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中，根據(jù)稀土浸出液中的磷含量控制硫酸鐵的加入量，固體聚合硫酸鐵折算成fe2o3的質量：浸出液中p的質量比≥2.7。9.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，中和除雜段，硫酸稀土浸出液、磷酸鐵沉淀固液分離后，硫酸稀土浸出液中加入氧化鎂進行中和除雜，除雜過程中，控制水浸液ph值＝5-6，以去除水浸液中的鐵、鋁雜質。10.如權利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，浸出段包括n級相串聯(lián)的浸出槽，中和除雜過程包括：第一次固液分離、中和除雜、第二次固液分離，第一次固液分離過程中使用回用水洗渣，洗渣水回用到第一級浸出槽中，第二次固液分離的洗渣水回用到第三級浸出槽中，鐵離子加入第3級浸出槽。

技術總結

本發(fā)明公開了一種去除稀土浸出液中磷的方法，包括：在焙燒段，將稀土精礦與濃硫酸混合均勻后經(jīng)回轉窯焙燒形成稀土焙燒礦；在浸出段，在稀土焙燒礦的浸出液中加入鐵離子，鐵離子與磷酸離子反應生成磷酸鐵沉淀；磷酸鐵沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除雜段固液分離后，磷酸鐵沉淀隨浸出渣排出。本發(fā)明在不影響稀土收率的前提下，在浸出過程中加入(聚合)硫酸鐵，中和除雜時固磷、除磷，避免了煅燒稀土精礦過程中鐵精粉的使用，從而從根本上杜絕了“結圈”、混合不徹底的現(xiàn)象。混合不徹底的現(xiàn)象。混合不徹底的現(xiàn)象。

技術研發(fā)人員：張俊龍 劉文彬 姜曉麗 李赫 桑曉云 李耀先 劉磊 谷德富 侯亞洲 燕春明 劉旗 趙曉偉 趙占峰 薛利清 張敏 劉利 曹磊 王廣志 金龍 彭婧 許國華 李俊征 梁鵬飛

受保護的技術使用者：中國北方稀土（集團）高科技股份有限公司

技術研發(fā)日：2021.12.27

技術公布日：2022/7/12