2007 年 2 月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb.2007
收稿日期：2005?10?09，修回日期：2006?04?17
基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：59874008; 50574023)；辽宁省教育厅科学研究计划基金资助项目(编号：20040294) 作者简介：张丽清(1963?)，女，吉林省长春市人，博士，教授，研究方向：稀土矿物分离，E-mail: zhangliqing@https://www.doczj.com/doc/dd13861568.html,.
加碳氯化?氧化反应方法从氟碳铈矿?独居石混合精矿中提取稀土
张丽清， 张凤春， 姚淑华， 姜琳琳， 王小欢
(沈阳化工学院应用化学学院，辽宁 沈阳 110142)
摘 要：以活性炭为还原剂、氯气为氯化剂、SiCl 4为除氟剂、O 2和H 2O 混合气体为氧化剂，采用氯化?氧化反应方法从氟碳铈?独居石混合精矿中提取稀土元素. 在脱氟剂SiCl 4作用下，随着反应温度由500℃增至800℃，氟碳铈?独居石混合精矿稀土氯化率由92%增至99%，而无SiCl 4时同样温度范围内，稀土氯化率为56%～88%，500℃氯化反应2 h 时主要产物为稀土氯化物、氯化钙；当氯化反应温度小于500℃时，与原料比钍的氯化产物挥发量小于1.0%. 水洗氟碳铈?独居石混合精矿的焙砂，过滤并在空气中固化得到氯化产物，在550℃, O 2+H 2O 气氛下氧化反应90 min ，实现稀土元素和非稀土元素、铈和非铈稀土元素的分离. 关键词：氟碳铈矿?独居石混合精矿；脱氟剂；加碳氯化；氧化
中图分类号：TF845 文献标识码：A 文章编号：1009?606X(2007)01?0075?04
1 前 言
白云鄂博稀土矿是目前世界上探明及开采量最大的特大型轻稀土矿床，在我国乃至世界稀土原材料工业中具有举足轻重的地位. 该矿为轻型稀土氟碳铈矿和独居石组成的混合矿，属于多金属复合矿，成分十分复杂，尤其是含有一定量的放射性元素钍，因此该稀土矿物具有一定的放射性. 目前，工业上从氟碳铈?独居石混合精矿中提取稀土元素的常用方法为硫酸焙烧法，即用浓硫酸在高温下强化焙烧分解稀土混合精矿，用水浸出焙烧产物，得到稀土硫酸盐溶液，再用萃取法从浸出液中回收稀土[1?5]. 该法可处理不同品位的稀土精矿，适用于大规模工业生产，不足之处在于焙烧过程产生含HF, SO x , SiF 4、硅氟酸的废气和含钍的废渣，污染环境.
目前有用氯化铵法提取分离稀土
[6,7]
，该法主要以
Na 2CO 3为脱氟剂，
对混合矿进行脱氟处理，利用NH 4Cl 在一定温度下分解的HCl 使矿物中的稀土氯化，然后用热水浸出回收稀土氯化物. 该工艺未引进酸、碱，稀土形态转化少，氯化条件温和、选择性好，但其稀土氯化率为84%左右，稀土元素利用率低. 而德国Goldschmidt 公司的高温氯化法反应温度在1000～1200℃之间，因产物中含有大量稀土氟化物和碱土金属氯化物，并含有一定量的放射性元素，存在许多不完善之处，从20世纪80年代以来已停止使用[8].
随着科学技术的发展，单一的高纯度稀土元素在材料领域的应用逐渐增加. 目前稀土元素的分离主要以湿法为主，而加碳氯化?化学气相传输法[9]尽管提高了分离效率，但很难得到纯的单一的稀土元素. 本研究在加
碳氯化?化学气相传输法的基础上，开发低污染、短流程的单一稀土提取工艺.
2 实 验
2.1 试剂与仪器
实验所用原料为内蒙古白云鄂博生产的氟碳铈?独居石混合精矿，该矿以轻稀土元素为主，CeO 2含量为总稀土含量的50.4%，精矿中稀土元素主要以氟碳酸盐(LnFCO 3)和磷酸盐(LnPO 4)的形式存在(Ln 为稀土元素)，其他非稀土元素为Ba, Ca, Fe, P, F 和SiO 2等，平均粒经为19.1 μm ，主要化学成分如表1所示. 活性炭粉为分析纯，Cl 2为实验室现场制备，经CaCl 2、浓H 2SO 4两级干燥. 反应装置如图1所示. 反应管为φ32 mm ×2.5 mm ×1300 mm 的高铝管，石墨反应舟. 电炉A, B 分别为恒温电炉.
表1 氟碳铈-独居石混合精矿的主要化学成分
Table 1 Main chemical composition of mixed
bastnaesite ?monazite concentrate (%)
Component Ln x O y CaO Fe 2O 3 BaO F Content 61.4 5.11 4.82 1.31 6.96 Component ThO 2 SiO 2 CO 2 P 2O 5 Content 0.18 1.28 11.9 8.22
图1 氯化?氧化反应装置
Fig.1 A schematic representation of the reactor for
the carbochlorination ?oxidation reaction
2.2 氯化及氧化反应实验
将稀土混合矿与活性炭按摩尔比n (Ln 2O 3):n (C)= 1:3在研钵中混合均匀，称取一定量于石墨反应舟中，放置在炉B 的恒温区，在炉A 的反应舟中放置SiO 2和C 的混合物. 在Ar 气保护下将炉A 升温至800℃、炉B 升温到一定温度，以Cl 2(20 mL/min)代替Ar 气，氯化反应2 h ，在Ar 气保护下降至室温，用去离子水溶解反应物，过滤、浓缩，在一定温度下以湿空气(H 2O+O 2, 20 mL/min)为氧化剂进行氧化反应，反应结束后在空气中降温至室温，反应产物经水溶、稀盐酸溶解，溶液中各种离子的量用Optima 3000型全谱直读ICP 测定，EDTA 络合滴定法测定稀土总量.
3 结果与讨论
3.1 稀土元素的氯化反应
不同温度下氟碳铈?独居石混合精矿氯化反应 2 h 的实验结果如图2所示. 从图可知，由于脱氟剂SiCl 4的加入，稀土元素的氯化率明显提高.
图2 氟碳铈?独居石混合精矿的氯化反应结果
Fig.2 Carbochlorination rate of the bastnaesite ?monazite
concentrate with temperature
氟碳铈?独居石混合精矿的氯化反应是一个多相复杂反应，首先混合精矿中的稀土氟碳酸盐[LnFCO 3(s)]受热分解，在Ar 气保护下分解产物为稀土氟氧化物[LnOF(s)]，同时释放CO 2气体，分解过程没有明显的脱氟行为. 其反应方程式如下：
LnFCO 3(s)=LnOF(s)+CO 2(g). (1)
无脱氟剂SiCl 4时，稀土磷酸盐和分解反应生成的稀土氟氧化物在活性炭作用下与氯气反应，方程式为
LnOF(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=
2/3LnCl 3(s,l)+1/3LnF 3(s)+1/2CO 2(g), (2) 1/2LnOF(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=1/2LnCl 3(s,l)+
1/2ClF(g)+1/4CO 2(g), (3)
1/3LnPO 4(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=
1/3LnCl 3(s,l)+1/3POCl 3(g)+1/2CO 2(g). (4)
加入脱氟剂SiCl 4时，除以上反应外，还存在以下反应：
LnOF(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)+1/4SiCl 4(g)=
LnCl 3(s,l)+1/4SiF 4(g)+1/2CO 2(g), (5)
LnF 3(s)+3/4SiCl 4(g)=LnCl 3(s,l)+3/4SiF 4(g), (6) CaF 2(s)+1/2SiCl 4(g)=CaCl 2(s,l)+1/2SiF 4(g). (7)
根据热力学数据[10,11]，计算上述反应不同温度下的标准吉布斯自由能，以La 代替所有稀土元素，计算结果如图3所示. 从图可知，反应体系无脱氟剂SiCl 4时，LnOF(s)的氯化过程势必有难溶于酸和碱的稀土氟化物生成，使混合精矿的稀土氯化率降低. 加入脱氟剂SiCl 4后，与反应(3)相比，反应(2)和(4)的标准吉布斯自由能有较大的负值，因而氯化反应更容易进行. 同时加入的脱氟剂还与反应(2)生成的LnF 3(s)和矿物中的CaF 2(s)反应，减少氟化物的生成量，提高稀土氯化率. 氟碳铈?独居石混合矿的反应结果明显好于氟碳铈矿[12,13]，其主要原因可能是混合稀土矿中部分稀土以磷酸盐形式存在. 虽然缺少稀土磷酸盐的热力学数据，但从实验结果可以得出稀土磷酸盐的氯化反应能力强于稀土氟氧化物.
图3 氟碳铈?独居石混合矿氯化反应Δr G θm 与温度关系图
Fig.3 Evolution of standard free energy changes as a function of
temperature for the chlorination and metathesis of some compounds in bastnaesite ?monazite concentrate
3.2 非稀土元素的氯化反应
在脱氟剂作用下，氯化温度在500～800℃之间较宽的范围内，混合稀土矿稀土氯化率均较高. 选择合适的氯化反应温度，不仅要考虑稀土元素的氯化率，同时必须兼顾非稀土元素的氯化反应，尤其是矿物中放射性元素钍. 如果选择的温度高势必造成钍的挥发，污染环境.
在活性炭的作用下，氟碳铈?独居石混合精矿中非
400
500
600700800
2040
6080100R E c a r b o c h l o r i n a t i o n
c o n v e r s i o n r a t e (%)
Reaction temperature (℃)
400
60080010001200
-250
-200-150-100-50
0Δr G θ
m (k J /m o l )
Temperature (℃)
第1期 张丽清等：加碳氯化?氧化反应方法从氟碳铈矿?独居石混合精矿中提取稀土 77
稀土元素的氯化反应方程式如下：
CaO(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=CaCl 2(s)+1/2CO 2(g), (8) 2FeO(s)+C(s)+3Cl 2(g)=2FeCl 3(g)+CO 2(g), (9) 1/3Fe 2O 3(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=2/3FeCl 3(g)+1/2CO 2(g), (10) 1/2SiO 2(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=1/2SiCl 4(g)+1/2CO 2(g), (11) 1/2ThO 2(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=1/2ThCl 4(s,l)+1/2CO 2(g), (12) 1/3Al 2O 3(s)+1/2C(s)+Cl 2(g)=2/3AlCl 3(g)+1/2CO 2(g), (13)
1/2CaF 2(s)+Cl 2(g)=1/2CaCl 2(s)+ClF(g). (14)
氟碳铈?独居石混合稀土精矿氯化反应生成物的蒸气压与温度的关系如图4所示. 其中稀土氯化物、碱土金属氯化物的沸点较高，当氯化温度较低时以固体形式存在；当温度低于600℃时，ThCl 4的蒸气压很小；SiF 4, POCl 3, FeCl 3的沸点低于350℃，在氯化温度下随气流离开体系，沉积在低温区. 非稀土元素Fe 和P 的沉积结果如图5所示，FeCl 3主要沉积在大约300℃的接收
管内，POCl 3主要沉积在小于150℃的接收管内. 小于1.0%的钍沉积在大约450℃的温区内，因此根据氯化产物的沸点和蒸气压不同，选择氯化反应温度，使P, Fe 的氯化产物挥发沉积在不同的温区内，实现Fe, P 的分离，同时减少Th 的氯化产物挥发.
图4 氯化产物的蒸气压与温度的关系
Fig.4 The relationship between vapor pressure and
temperature for several chlorides
图5 混合精矿500℃氯化反应2 h 的温度场和Fe, P 的分离结果
Fig.5 Temperature dependence curve and separation results of Fe and P in the mixed concentrate chlorinated for 2 h at 500℃
3.3 氯化产物的氧化反应
在SiCl 4作用下，
氟碳铈?独居石混合稀土矿500℃氯化反应2 h, 800℃分离回收放射性钍元素后[9,14]，其氯化产物水溶，过滤除去水不溶物. 水不溶物主要含有少量稀土、硅和少量放射性元素钍，水溶液主要成分为稀土氯化物，并含有少量的Fe, Ca, Ba 等非稀土元素氯化物. 将水溶液浓缩，以湿空气为氧化剂，在一定温度下进行氧化反应，其方程式如下：
CeCl 3(s)+O 2(g)=CeO 2(s)+3/2Cl 2(g), (15) 2CeCl 3(s)+3H 2O(g)+1/2O 2(g)=2CeO 2(s)+6HCl(g), (16)
Ln'Cl 3(s)+H 2O(g)=Ln'OCl(s)+2HCl(g), (17) Ln'Cl 3(s)+1/2O 2(g)=Ln'OCl(s)+Cl 2(g), (18)
其中Ln'代表非铈稀土元素.
将氧化产物水溶，除去Fe, Ca, Ba 等非稀土元素，实验结果如图6所示. 当氧化反应温度为550℃、反应时间为90 min 时，稀土氧化率可达99%. 再将水不溶物用稀盐酸溶解，非铈稀土元素的氧化产物稀土氯氧化物溶解，而铈的氧化产物CeO 2微溶，从而实现非稀土和稀土元素、铈和非铈元素之间的分离. 酸不溶物的X 射线衍射结果如图7所示. 在图中只发现CeO 2的特征衍射峰，说明产物的主要物相为CeO 2. 将最佳实验条件下得到的产物用浓硫酸?磷酸混酸溶解，采用电感耦合等离子体光谱仪分析产物中各元素的量，结果如表2所示，最佳实验条件下产物CeO 2的含量为95.5%. 计算二氧化铈的产率为88.16%.
01234567891011121314
100200300400
500Inner tube
T e m p e r a t u r e (℃)
1234567891011121314
0.0
0.4
0.81.2
1.6
T r a n s p o r t e d a m o u n t (m m o l )
Inner tube
400
800
120016002000
20406080100
V a p o r p r e s s u r e (k P a )
Temperature (℃)
78 过程工程学报第7卷
图6 氟碳铈?独居石混合精矿氯化产物的氧化反应结果图7 氟碳铈?独居石混合矿氧化产物酸不溶物的X射线Fig.6 The results of oxidation for chloride product of the 衍射图
bastnaesite?monazite concentrate Fig.7 X-ray diffraction pattern of acid leaching residue
of oxidized bastnaesite?monazite concentrate
表2 最佳实验条件下产品稀土配分
Table 2 Analysis of product contents obtained under optimum experimental conditions
Element La Ce Pr Nd Content (%) 1.3 95.5 1.4 1.8
4 结 论
在除氟剂SiCl4的作用下，氟碳铈?独居石混合精矿
的碳热氯化反应可在低温下进行. 首先在低温500℃, SiCl4+Cl2的气氛下进行氟碳铈?独居石混合精矿的等温
氯化反应，实现精矿中Fe和P的分离回收. 通过水溶
氯化反应产物实现矿物中少量的没有氯化的物质与氯
化物之间的分离；浓缩后的水溶物在湿空气H2O+O2的
作用下进行氧化反应，铈和非铈稀土氯化物的氧化产物
的不同，可实现稀土与非稀土、铈和非铈稀土的分离.
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Rare Earth Extraction from Mixed Bastnaesite?Monazite Concentrate by Carbochlorination?Oxidation ZHANG Li-qing, ZHANG Feng-chun, YAO Shu-hua, JIANG Lin-lin, WANG Xiao-huan (Applied Chemistry College, Shenyang Institute of Chemical Technology, Shenyang, Liaoning 110142, China)
Abstract: A stepwise carbochlorination?oxidation process was developed for the rare earth extraction from mixed bastnaesite?monazite concentrate using carbon as reductant, chlorine gas as chlorination agent, SiCl4 gas as defluorination agent, and O2+H2O mixed gas as oxidant. Under the temperatures from 500℃ to 800℃, the rare earth chlorinated conversion rate for 2 h was 56% to 88% in the absence of SiCl4, but 92% to 99% in the presence of SiCl4. The residue of carbochlorination of the mixed concentrate at 500℃for 2 h mainly contained LnCl3 and CaCl2. When the temperature of carbochlorination was below 500℃, the portion of evaporated thorium to the thorium in the raw material was less 1.0%. The product of carbochlorination was leached with water and solidified in air. The subsequent oxidation of the solid chloride mixture in the wet air at 550℃for 90 min may result in the separation of rare earth elements and non-rare earth elements, and the separation of Ce and non-Ce elements.
Key words: mixed bastnaesite?monazite concentrate; defluorination agent; carbochlorination; oxidation
稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机
稀土矿的开采技术和稀土矿开采方法介绍 时间：2012-2-20 15:24:22 作者：稀土信息部点击：1606次网站电话：028-******** 稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。 常用的稀土矿开采技术 离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。 时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生。 稀土矿开采方法介绍 1、辐射选矿法 主要利用矿石中稀土矿物与脉石矿物中钍含量的不同，采用γ-射线选矿机，使稀土矿物与脉石矿物分开。辐射选矿法多用于稀土矿石的预选。目前，这种方法在工业上未广泛适用。 2、重力选矿法 利用稀土矿物与脉石矿物密度的不同进行分选。常用的重选设备有圆锥选矿机，螺旋选矿机，摇床等。采用重选主要使稀土矿物与密度低的石英、方解石等脉石矿物的分离，以达到预选富集或者获得稀土精矿的目的。重选广发用于海滨砂矿的生产；在稀土脉矿的选矿中有时也用来作为预先富集的手段。 3、磁选分离法 有些稀土矿物具有弱磁性。可利用它们与伴生脉石及其他矿物比磁系数的不同，采用不同磁场强度的磁选机使稀土矿物与其他矿物分离。在海滨砂矿的选矿中，常采用弱磁选使钛铁矿与独居石分离；也可以采用强磁选使独居石与锆英石、石英灯矿物分离。在稀土脉矿的选矿中，为了简化浮选流程和节省浮选剂，有时也采用强磁选使稀土矿物预先富集。随着强磁技术的不断发展，强磁选将越来越广泛地用于稀土矿的选矿流程之中。 4、浮选法 利用稀土矿物与伴生矿物表面物理化学性质的差别，采用浮选法使之与伴生脉石及其矿物分离而获得精矿，是目前稀土脉矿生产中广泛采用的主要选矿方法。美国帕斯山稀土矿就是采用浮选法生产稀土矿精矿。在海滨砂的生产中，在用重选获得重砂之后，也常常采用浮选法从重砂中获得稀土精矿。 5、电选法 稀土矿物属于非良导体，可利用其导电性能与伴生矿物有所不同，采用电选法使之与导电性好的矿物进行分离。电选常用于海滨砂矿重选的精选作业。
稀有矿物介绍 铌铁矿:铌铁矿是铁、锰和铌的氧化物矿物，其中的铌原子经常被钽原子所置换，这时就成了钽铁矿了。铌铁矿质地坚硬，为黑色或褐黑色。它们的晶体呈板状或柱状，集合到一起形成块状，显出半金属光泽。铌铁矿是提炼铌和钽的重要矿物，它主要产于花岗岩和伟晶岩中;铌铁矿是铁、锰和铌的氧化物矿物，其中的铌原子经常被钽原子所置换，这时就成了钽铁矿了。成分为（Fe，Mn）Nb2O6。含Nb2O5 78.88％，提取铌的主要矿物原料。常与钽铁矿（铌常被钽所置换）呈类质同象系列。正交晶系（斜方晶系），晶体呈板状或短柱状。集合体呈块状。褐黑至黑色，半金属光泽。具清晰的板状解理，莫氏硬度6，比重5。随钽含量增高，硬度和比重增大。产于花岗岩和花岗伟晶岩中，常与绿柱石、电气石等共生，也见于有关风化矿床和砂矿中。 钛铁矿：是铁和钛的氧化物矿物，是提炼钛的主要矿石。钛铁矿很重，灰到黑色，具有一点金属光泽。晶体一般为板状，晶体集合在一起为块状或粒状。成分为FeTiO3。含TiO252.66％，是提取钛和二氧化钛的主要矿物。三方晶系，中国四川攀枝花铁矿中，钛铁矿分布于磁铁矿颗粒之间或裂理中，并形成大型矿床。钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta；碱性岩中的钛铁矿，MnO含量较高，并含Nb、Ta；产于酸性岩中的钛铁矿，FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含
量亦相对较高。 绿柱石：又称为“绿宝石”，化学式为Be3Al2(SiO3)6，其中含有氧化铍（BeO）14.1%，氧化铝（Al2O3）19%，氧化硅（SiO2）66.9%。六方晶系，晶体呈六方柱形，柱面有纵纹，晶体可能非常小，但也可能长达几米。硬度为7.5-8，比重为2.63-2.80。纯净的绿柱石是无色的，甚至可以是透明的。但大部分为绿色，也有浅蓝色、黄色、白色和玫瑰色的，有玻璃光泽。英语绿柱石一词来源于希腊语“海水般的蓝绿色”（beryllos）。绿柱石是铍-铝硅酸盐矿物。它的几个变种颜色不一，有淡蓝色的（叫海蓝宝石），有深绿色的（叫祖母绿），有金黄色的（叫金绿柱石），有粉红色的（叫铯绿柱石）等等，蜜黄色的比较常见。绿柱石一般为六方柱形晶体，呈现的颜色一般多为各种绿色。绿柱石是炼铍的主要矿物原料，色泽美丽者是珍贵的宝石，如祖母绿、海蓝宝石。绿柱石主要产于花岗岩伟晶岩中，但是也见于砂岩、云母片岩中，经常和锡、钨共生，主要矿产在欧洲的奥地利、德国、爱尔兰；非洲的马达加斯加，亚洲的乌拉尔山和中国的西北。绿柱石是炼铍的主要矿物原料，色泽美丽者是珍贵的宝石，如祖母绿、海蓝宝石。 锆石：又称锆英石，日本称之为“风信子石”，它是十二月生辰石，象征成功。（十二月生辰石还有绿松石、青金石）它的英文名字是Zircon 。锆石为矿物名称，旧称锆英石，风信子石，透明者作为宝石，称锆石宝石。其来源一说可能是在阿拉伯文“Zarkun”的基础上演变而来的，原意是“辰砂及银朱”；另一说认为是来源于古波
稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 碱 法生产线 酸法生产线 火法生产线 碳酸稀土 硫酸体系萃取 盐酸体系萃取
钕铁硼永磁体 荧光粉磁致冷材料存贮光盘稀土玻璃镍氢电池 钐钴永磁体 汽车尾气净化器永磁电机节能灯 风力发电机各种发光标牌电 动汽车电动核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机
稀土矿的开采技术和稀土矿开采方法介绍 稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。 常用的稀土矿开采技术 离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达 200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生。 稀土矿开采方法介绍
矿石硬度大全
矿物名称分子式 主要元素或氧化物 莫氏硬度名称含量% 铁Fe Fe 100.0 4.5 磁铁矿Fe3O4Fe 72.4 5.5～6.5 赤铁矿Fe2O3Fe 70.0 5.5～6.5 褐铁矿2Fe 2O3·3H2O Fe 57.1 1.0～5.5 菱铁矿FeCO3Fe 48.2 3.5～4.5 镜铁矿Fe2O3Fe 70.0 5.5～6.5 针铁矿Fe2O3·H2O Fe 63.0 假象赤铁矿γFe2O3Fe 70.0 锰Mn Mn 100.0 软锰矿MnO2Mn 63.2 6.0 硬锰矿MmnO2·MnO·nH2O Mn 49.0～62.0 1.0～2.5 水锰矿Mn2O·H2O Mn 62.5 5.0～6.0 菱锰矿MnCO3Mn 47.8 3.5～4.0 褐锰矿3Mn2O3·MnSiO3Mn 63.6 3.5～4.5 黑锰矿Mn3O4Mn 72.0 6.0～6.5 锰方解石（Ca，Mn）CO3Mn 35.5 5.0～5.5 黝锰矿MnO2Mn 63.2 6.0～6.5 硫锰矿MnS Mn 63.1 3.5～4.0 铬Cr Cr 100.0 9.0 铬铁矿FeO·Cr2O3Cr2O368.0 5.5～7.5 铬酸铅矿PbCrO4CrO330.9 钒V PbO 69.1 2.5～3.0 绿硫钒矿Vs4或V2O5V 100.0 钒钛磁铁矿Fe2O3中Fe部分 被V，Ti置换 V 19.0 钒铅矿Pb5Cl（VO4）3 2.5 钒云矿H2K（Al，V）3（SiO4）3V2O519.4 2.8～3.0 钒铅锌矿（Pb、Zn）2（OH）VO4V2O520.0 2.0 钒铜矿6（Cu，Ca，Be）OV2O5·15H2O V2O522.7 3.5 钒铅铜矿PbCu（VO4）（OH）V2O515.8 3.0～3.5 钛Ti Ti 100.0 4.0 金红石TiO2Ti 60.0 4.0～6.5 钛铁矿FeTiO3Ti 31.6 5.0～6.0 钛磁铁矿Fe2O3中Fe部分被Ti置换TiO225.0 榍石CaTiSiO5Ti 24.5 5.0～5.5 钙钛矿CaTiO3Ti 35.2 3.0 铜Cu Cu 100.0 3.0 自然铜Cu Cu 100.0
氟碳铈矿氧化焙烧—盐酸浸出过程反应机理研究氧化焙烧-盐酸浸出法是目前处理氟碳铈矿的主流工艺。该工艺流程长,碱转产生的含氟废水难处理,氟资源难综合回收,严重威胁生态环境。 针对以上问题,相关科研工作者一直致力于氟碳铈矿绿色冶炼工艺的开发。其主要思路为在精矿焙烧过程中添加焙烧助剂将F固定在渣中、气化脱除或转化成可溶性盐后再经水洗脱除,然而此类工艺仍无法实现短流程条件下,氟资源综合利用。 为此,本论文基于氧化焙烧-盐酸浸出法,对氟碳铈矿氧化焙烧过程和焙烧矿盐酸浸出过程进行深入研究,以期为新工艺的开发提供思路。本论文主要研究内容和结果如下:（1）采用热分析对氟碳铈矿在不同气氛中焙烧反应动力学进行分析,结果表明:在空气及氮气中焙烧反应分别属于二维扩散和三维扩散控制。 将精矿置于不同气氛,不同温度下焙烧,采用XPS、XRD及化学分析法对焙烧矿进行分析,结果表明:精矿焙烧过程中矿物的分解和铈的氧化是同时进行的,在氮气中会有约30%的铈被CO2氧化成四价,在氧气中焙烧开始分解的温度比在氮气中的低150℃,且铈的氧化能够加快分解反应的进行。相转变规律为:REFCO3→REOF→Ce7O11+REF3。 整个焙烧过程部分氟逸出,且焙烧温度越高,氟逸出越多。（2）采用HSC6.0软件对焙烧矿盐酸浸出过程模拟计算,绘制出相应体系Eh-pH图,解析推导焙烧矿盐酸浸出过程:调节盐酸pH在（0～6）范围内,可以实现铈与非铈稀土的分离,部分Ce（IV）在浸出时会被还原成三价浸入溶液,且被浸出的F-与 RE3+优先结合成氟化稀土进入渣中,严重降低铈与非铈稀土分离效率。
我国稀土矿物概述 摘要：稀土是化学元素周期表中镧系(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)15个元素和21号元素钪、39号元素钇(共17个元素)的总称。据其物理化学性质的差异性和相似性,可分成三个组：轻稀土组(镧～钷)、中稀土组(钐～镝)、重稀土组(钬～镥加上钪和钇)。世界稀土资源丰富, 在地壳内含量比人们熟悉的铅、锌多，远超过金和铂的含量。我国是世界第一稀土大国。稀土资源在全国分布广泛，而且品种齐全,储量大。 Abstract: Rare earth is a periodic table of the chemical elements in the lanthanide ( lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, promethium, terbium, dysprosium, holmium erbium, thulium, ytterbium, lutetium, ) the 15 element and21elements scandium, yttrium element 39(17 elements). According to its physical and chemical properties of the differences and similarities, which can be divided into three groups: Group ( light rare earth lanthanum ~ promethium ), in the rare earth group ( Sm ~ dy), heavy rare earth group ( holmium and lutetium with scandium and yttrium ). World rich rare earth resource, in the earth's crust content than the familiar lead, zinc, far more than gold and platinum content. China is the world's rare earth power. Rare earth resources in the country are widely distributed, and complete varieties, large reserves. 关键词：稀土矿物、应用、可持续发展 Key words: rare earth mineral, application, sustainable development 一、稀土矿物简介 稀土元素在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。 作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和
氟碳铈矿与独居石矿的化学分离方法 一，概述 氟碳铈矿与独居石矿的化学分离方法是研究混合型稀土精矿的氟碳铈矿与独居石矿的化学分离方法，属稀土湿法冶金技术。将包头混合型稀土精矿( 氟碳铈矿与独居石矿混合型稀土矿物 ) 分离为单一的氟碳铈精矿和独居石精矿，采用络合方法使氟离子生成络合物进入溶液，破坏氟碳铈矿。首先把氟碳铈矿与独居石矿混合型矿物加入水中调浆，然后加入络合剂溶液，并加入无机酸溶液，分解氟碳铈矿，氟碳铈矿溶解后进入溶液，达到与独居石矿分离的目的。该方法简单，生产成本低，污染少，氟碳铈矿和独居石矿分离后，为进一步从氟碳铈矿和独居石矿中提取稀土元素开辟新的途 二，方法的基本原理 氟碳铈矿与独居石矿的化学分离方法是混合型稀土精矿的氟碳铈矿与独居石矿的化学分离方法，属稀土湿法冶金技术。包头白云鄂博矿是世界最大稀土矿床，其矿石中所含有的稀土矿物主要为氟碳铈矿和独居石矿，这两种稀土矿物的比例一般在 9 ∶ 1 到 6 ∶ 4 之间。在各稀土选矿工艺过程中，氟碳铈矿和独居石进入精矿的比率基本相近，因而所得产品均为氟碳铈矿和独居石的混合型稀土精矿，且两种矿物形态的稀土比率无较大变化。由于包头稀土精矿是氟碳铈矿与独居石矿的混合矿，而氟碳铈矿与独居石矿的化学成分不同，氟碳铈矿为稀土的氟碳酸盐，独居石为稀土的磷酸盐，它
们的化学性质不同，独居石要比氟碳铈矿稳定，所以处理包头稀土精矿要兼顾两种矿物，只能采用一些强化的方法，给环境带来很大的污染。目前工业上处理包头稀土精矿所采用的方法有浓硫酸高温焙烧法和烧碱分解法。浓硫酸高温焙烧法钍以焦磷酸盐形态进入渣中，无法回收，造成钍资源浪费，而且废渣量大，需单独堆放和处理，并且产生含氟和硫的废气，尾气处理量也大，以及工业废水污染环境。烧碱分解法存在对稀土精矿品位适应范围小，矿物分解时间长，稀土、钍、氟等均比较分散，稀土收率低，操作不安全等缺点。大多数冶炼厂应用单一的氟碳铈矿精矿或独居石精矿为原料，而包头稀土精矿同时含有这两种稀土矿物，成分较复杂，并且有害杂质含量较高，为了给稀土冶炼创造更为有利的原料条件，近年来主要应用浮选的方法对氟碳铈矿与独居石进行分选。浮选是在稀土混合浮选的基础上，通过选择适当的药剂来扩大氟碳铈矿与独居石的可浮性差异，使二者实现浮选分离。当前工业生产中可以得出高质量的氟碳铈矿精矿及独居石精矿，但仍同时产出产率较大的氟碳铈矿与独居石的混合精矿，分选效率不是很高。浮选工艺较复杂，浮选过程中所加的浮选试剂多为有机试剂，对环境造成严重的污染。有研究介绍了混合稀土精矿的独居石与氟碳铈矿浮选分离方法，该方法采用加入羟肟酸类捕收剂、起泡剂作浮选药剂，经过一次粗选和两次精选的浮选作业，生产出单一的独居石精矿和单一的氟碳铈精矿，此方法工艺复杂，浮选试剂消耗量大，且污染环境。另外也有方法介绍了浮选分离氟碳铈矿和独居石的选矿工艺，此方
岩浆碳酸岩型稀土及稀有金属矿床 岩浆碳酸岩(carbonatite)是指岩浆成因的、以碳酸盐类矿物为主的一种火成岩。常与超基性-基性岩紧密伴生，有时也与碱性岩伴生。岩浆碳酸岩型矿床中，矿产以铌、钽、稀土金属为主，常规模巨大，矿石品位较富，有时整个碳酸岩体均含矿。在欧美铌的总储量中，这类矿床占98.9%。在稀土金属的总储量中，该类矿床的铈族稀土占44%。 岩浆碳酸岩常呈岩筒、岩脉、环状脉、放射状脉及锥状脉等形式侵入于超基性-碱性杂岩体内，有时也具喷出岩特征，呈熔岩流及火山碎屑喷出物产出。 岩浆碳酸岩的矿物成分复杂而多样，已发现的矿物有150种左右，其中碳酸盐类矿物占80-99%，主要是方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿等。此外有自然元素、碳化物、硫化物、氧化物、卤化物、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等矿物。 稀有金属矿物主要有烧绿石、铀钽铌矿、铌钇矿、铌铁矿、方钍石、锆石、斜锆石、独居石、氟碳铈矿。碳酸岩的化学成分亦较复杂，有丰富的钡、锶、钛、铌、稀土金属、磷、铀、钍和氟等。 岩浆碳酸岩型矿床分布相当广泛，例如巴西的阿拉克萨和卡塔罗(Araxa and Catalao)、马拉威的坎岗崆地(Kangankunde)、苏联科拉半岛的基比纳(Khibina, Kola Peninsula)、美国的比尔罗吉(Bear Lodge, Wyoming)和金姆公园(Gem Park, Colorado)、加拿大的索耳湖(Thor Lake, Northwest Territories)和加丁尼奥(Gatineau, Quebec)、挪威的范(Fen)、印度的沙努(Sarnu, Rajasthan)和西澳的威尔德山(Mt. Weld)等均属这一类矿床。 主要岩浆碳酸岩型稀土矿床有： 中国湖北竹山庙垭稀土矿、 中国新疆瓦吉尔塔格稀土矿 美国芒廷帕斯碳酸岩氟碳铈矿矿床 澳大利亚威尔德山碳酸岩风化壳稀土矿床 巴西阿腊夏、寨斯拉估什碳酸岩风化壳稀土矿床 俄罗斯托姆托尔碳酸岩风化壳稀土矿床 越南茂塞碳酸岩稀土矿床 以上国外几个矿床的稀土资源量均在100万吨以上，有的达到上千万吨，个别超过1亿吨，构成世界稀土资源的主体。 矿床实例： 1、巴西阿拉克萨岩浆碳酸岩（Araxa carbonatite）矿床 巴西阿拉克萨岩浆碳酸岩矿床是世界上最大的铌矿床，其储量占世界铌储量的70%以上。该矿床是在六十年代初期，由于其附近具有强放射性而被发现的，所提供的铌为西方世界所需的60%以上。 阿拉克萨碱性岩体形成于白垩纪，侵入于前寒武系的阿拉克萨群中。呈岩筒状，直径约4.5km。岩体近地表部分已遭受强烈的红土化作用。主要碳酸盐类矿物是白云石类。岩浆碳酸岩具铌矿化，品位一般低于0.4%。原生碳酸岩遭受了强烈的风化作用，从而使铌进一步富集，该带Nb2O5的品位达2.5%以上，个别甚至高达5%，是主要的工业矿体。主要铌矿物为水钡锶烧绿石，伴生矿物有针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、重晶石、独居石等。该矿床除铌外，还可回收铀、钍及稀土金属等。
从稀土精矿中提取稀土元素的加碳氯化方法 一、成果所有者或所有单位基本情况 成果所有者：东北大学。 主要发明人情况和业绩：主要发明人王之昌，东北大学化学系教授，冶金物理化学学科博士生导师。 二、成果主要内容 成果主要用途：从稀土精矿中提取稀土元素。 成果的主要技术特点：从稀土精矿中提取稀土元素的一种新的加碳氯化方法。 加碳氯化方法，是从矿物中提取稀有金属元素的重要方法之一，它以氯气和碳为主要化工原料；和其它方法比较，加碳氯化方法具有工序简单、化工原料消耗少等优点。德国Goldschmidt公司曾经提出从稀土精矿中提取稀土元素的高温加碳氯化(1000～1200℃)方法；和德国Goldschmidt公司的方法比较，本成果提出的加碳氯化方法较大幅度地提高了稀土产率，降低了能耗，并较好地解决了环境污染问题。 成果知识产权情况：本成果在2005年5月4日获得国家发明专利；发明专利名称“从稀土矿物中提取并分离铈和非铈稀土的加碳氯化方法”，发明专利批准号01138774.2。 该成果现转让、应用情况：本成果尚未转让、应用。 三、成果转化市场前景分析 成果技术成熟度说明：本成果在实验室内实现。 与同类技术、产品的比较分析：和德国Goldschmidt公司提出的方法比较，本成果较大幅度地提高了稀土产率，降低了能耗，并较好地解决了环境污染问题。 相关领域国内外技术、产业现状和发展趋势等有关市场前景分析：德国Goldschmidt 公司提出的稀土的高温加碳氯化方法，曾经成熟地应用于工业生产；后因环境污染等问题，停止了工业应用。目前，国内外从稀土矿物中提取稀土的工业生产较多采用酸法（尤其是硫酸法）或碱法，但是，它们也有它们各自的一些环境污染问题，尚待解决。四、成果受让方应具备的条件 成果转化需要的技术、人员、仪器设备、场地基础条件：成果转化需要氯化炉等设备，为了保证安全生产和生产质量，需要懂氯化反应的化工技术人员，以及相关的分析测试设备（或可以委托测试的机构）等。 成果转化投资估算： 五、成果转化后的技术经济指标及进度安排(按时间节点，完成的具体指标)
我国稀土矿选矿生产现状及选矿技术发展（3） 4 问题和对策 4．1 资源浪费 稀土属战略资源，但资源的无序开采却久禁不止，我国南方其它省、区风化壳淋积型稀土资源、四川凉山稀土资源的开采，长期处于无序状态中，无技术开采选，乱采滥挖，采富弃贫，采矿回收率低，资源浪费严重并且造成环境污染和生态危机。资源无序开采的直接结果会造成源头产品过剩和低价倾销，刺激了初级产品加工企业的无序竞争与发展，致使大量低水平重复建设项目不断派生，持续供大于求。据调查，全世界稀土市场每年需求折合成100％氧化物(REO)约8万吨，而目前我国稀土的生产能力已经达到18万吨，实际生产量超过10万吨，有80％以上的过剩量。四川凉山地区稀土精矿的生产能力超过4万吨，白云鄂博矿多家选矿，且规模不断扩大．其总生产能力大于10万吨，致使精矿产量长期供大于求。按照现有的生产工艺及矿石品种构成，白云鄂博矿床的大量稀土将流失，随尾矿堆置于尾矿坝。随着开采度的增加，高稀土矿带分布分散，损失贫化率上升，稀土资源将陷于桔竭的局面。白云鄂博丰富的铌、钍、钪、钾、氟、磷等未开发利用元素的资源亦随着铁、稀土的开采生产被浪费。四川凉山牦牛坪式稀土矿床中的萤石、重晶石等可利用的矿物和有益元素均排放到尾矿坝或河流中被洪水夷尽，造成资源的极大浪费。这既损害了国家和行业的整体利益，又严重破坏了宝贵的资源。 关于我国稀土资源开发利用与可持续发展对策，应当根据我国稀土资源的特点、优势、开发利用现状和发展进行。首先是健全体制，依法采矿。在稀土资源的开发利用管理上，由政府有关部门牵头协调．由有关稀土资源开发企业共同组成“欧佩克式”的稀土矿业联合体．按照市场需求对稀土资源开采、精矿生产实行“五统一”管理，
离子型稀土矿的开采方法 离子型稀土第一代提取工艺，可简述为“异地提取工艺”，或归结为“池浸工艺”。其主要工艺过程为：表土剥离→开挖含矿山体、搬运矿石→浸矿池→将按一定比例（浓度要求）配置的电解质溶液作为“洗提剂”或“浸矿剂”，加入浸矿池，溶液对池中含“离子相”稀土矿石进行“渗滤洗提”或“淋洗” →溶液中活泼离子与稀土离子交换，“离子相”稀土从含矿载体矿物中交换出来，成为新状态稀土；加入“顶水”，获含稀土母液；母液经管道或输液沟流入集液池或母液池，然后进入沉淀池；浸矿后废渣从浸矿池中清出，异地排放→在沉淀池中加入沉淀剂、除杂剂，使稀土母液中稀土除杂、沉淀，获混合稀土；池中上清液经处理后，返回浸矿池，作“洗提剂”循环使用→混合稀土经灼烧，获纯度≥92%的混合稀土氧化物。由上可见，本工艺过程中的技术关键词是：“表土剥离”、“开挖含矿山体”、“矿石搬运”、“浸矿池”、“洗提剂”、“异地渗滤洗提”、“离子交换”、“含稀土母液”、“尾砂异地排放”、“母液池”、“沉淀池”、“沉淀剂、除杂剂”、“沉淀、除杂”、“混合稀土”、“上清液返回”、“灼烧”、“REO≥92%混合稀土氧化物”。 “池浸工艺”与传统的生产工艺相比较，其第一、二、三道工序过程相似于矿产资源开采中传统的采矿专业的各作业工序；第三、四、五道工序过程相似于传统选矿专业和湿法冶金专业相结合的各作业工序；自第五道工序过程以后的各工序，属于传统湿法冶金专业的各作业工序。其中，第三道工序中的“浸矿池”，起着联系传统采矿、选矿专业作业的作用，类似于矿山选厂的“原矿仑”；而第五道工序中的“沉淀池”，却起着联系传统选矿、湿法冶金专业作业的作用，类似于湿法冶金企业的“原料仑”。
世界稀土矿开采现状 1. 美国芒廷帕斯矿 位于美国加利福尼亚洲的芒廷帕斯矿是目前世界上稀土品位较高的工业氟碳铈矿, 该矿中氟碳铈矿占1 2% , 方解石40 % , 重晶石和天青石25% , 菱锶矿10%以及少量其他矿种。该矿已探明储量以及远景储量总计达280 0万吨矿石, 稀土平均品位为8 .86 % REO (罗斯基尔《稀土与钇经济》) , 矿山的开采权归属美国钼公司。 1998年钼公司因为环保方面的原因而停止了芒廷帕斯稀土分离厂的生产。虽然钼公司在1998年停止了分离厂精炼化合物的生产, 但选矿厂还继续生产氟碳铈精矿以及一些中间化合物产品。到目前为止钼公司仍然是美国唯一一家能够进行综合性稀土生产的企业, 经营范围涉及氟碳铈矿的开采到各种稀土产品的生产。 据美国地质调查局公布的数据, 1996年钼公司精矿产量为2.04万吨REO , 而自1998年稀土分离厂停产后, 钼公司精矿产量锐减至每年5, 000吨REO , 直至2003年采矿作业完全终止。但是据有关人士分析, 为了实现经济开采, 2002年钼公司的实际开采量超过5, 000吨REO , 过剩的原矿不立即处理, 而是储存起来供将来之用。2003年至今, 钼公司停止开采氟碳铈矿, 但工厂一直处于维护状态, 公司以销售库存氟碳铈精矿、中间化合物以及单一氧化物为主。 2007年4月25日, 钼公司宣布该公司已经进入重新启动芒廷帕斯稀土生产的最后工程阶段,并计划于年内开始生产, 可于2008年第一季度实现产品销售。钼公司的重新投产将从富足的稀土精矿库存产品中萃取钕及镨产品开始, 一些稀土用户对钼公司稀土产品的重新生产表现出强烈的兴趣。 2. 澳大利亚韦尔德山 韦尔德山矿位于西澳大利亚拉弗顿南部35公里, 1968年航空磁力勘探的异常首次确认韦尔德山碳酸岩中赋存稀土，该矿稀土品位高，矿体直径3 公里。矿床的主体部分位于土层岩床中, 覆盖在碳酸盐岩表面，使得表面开采相对容易。矿床中的大部分稀土氧化物赋存于类似独居石的矿物中。总体上看，韦尔德山稀土矿物组成与现在开采的其他氟碳铈矿以及独居石矿成份相似, 但铕含量较高, 而钍与氟含量相对偏低。 韦尔德山矿的品位高( 15%REO ) , 其破碎和选矿成本( 如能源、水、药剂和基建设备等) 相对低, 整体回收率较高。韦尔德山探明储量为120 万吨( 品位15.7% R EO ) , 指示储量为50 0 万吨(品位11.8% REO ) , 预计该矿床开采年限至少为20年。 韦尔德山开采权归属澳大利亚莱纳公司。莱纳公司多年来一直关注中国政府对稀土行业制定的政策, 以考虑在中国建厂的可能性。该公司原计划在山东淄博建稀土加工厂, 利用中国的加工能力生产稀土氧化物和金属。但随着近年来国内对稀土行业宏观管理的加强, 例如出口配额的制定、某些稀土产品出口退税的撤消以及越来越严格的环保措施的执行, 使得莱纳公司不得不重新考虑其加工厂的选址问题。2006年10月, 莱纳公司宣布, 决定将加工厂设在位于马来西亚东海岸的甘马挽。尽管加工厂将移到马来西亚, 但在取得马来西亚批准的过程中, 莱纳公司仍将保留在中国建厂的可能性。项目的投产期仍定于20 08 年, 但由于工厂的重新选址, 投产期可能从200 8 年上半年推迟至下半年。2 007 年 3 月底, 西澳政府部门——工业与资源部同意韦尔德山稀土项目的开采以及矿石与废料的存放建议, 而且该项目早已获得环保批准。4 月中旬, 莱纳指定采矿合作方- R oc h e (罗切) 采矿公司, 该公司预计6月份开始开采工作。
独居石稀土精矿的氢氧化钠分解工艺技术2009-6-12 15:30:36 中国选矿技术网浏览 661 次收藏我来说两句 独居石稀土精矿中含有磷、钍、铀成分，为了回收这些有价成分及防止放射性元素染产品和环境，在氢氧化钠分解独居石的流程中应包括氢氧化钠分解，磷碱液回收，稀土与杂质分离和钍、铀回收四个部分。图1是工业上所用的工艺流程。 图1 氢氧化钠分解独居石稀土精矿的工艺流程 一、氢氧化钠分解独居石稀土精矿的化学反应 独居石在氢氧化钠的溶液中加热至140～160℃时将发生如下的分解反应： REPO4＋3NaOH=RE（OH）3↓＋Na3PO4（1）Th3(PO4)4＋12NaOH=3Th（OH）4↓＋4Na3PO4 （2）
独居石中的U3O8在搅拌的作用下与NaOH和空气中的O2发生反应： 2 U3O8＋O2＋6NaOH=3Na2U2O7↓＋3H2O （3） / U3O8实际上是铀的四价和六价复合氧化物UO2·UO3，在NaOH溶液中未被O2氧化的四价铀与NaOH作用，生成氢氧化物： UO2＋4NaOH=U（OH）4↓＋ 2Na2O （4） 在NaOH过量很多的情况下U（OH）4以铀酰酸根的形态溶入碱液中： U（OH）4＋OH－=H3UO4－＋H2O （5） 同时，铁、钛、铝、锆、硅等矿物也被NaOH所分解： Fe2O3＋2NaOH=2NaFeO2＋H2O （6） TiO2＋2NaOH=Na2TiO3＋H2O （7） Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O （8） SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O （9） ZrSiO4＋4NaOH=Na2ZrO3↓＋Na2SiO3＋H2O (10) ZrSiO4＋2NaOH=Na2ZrSiO5↓＋2H2O (11) " 铁、钛、铝矿物及石英的分解产物均溶于碱溶液中，与难溶性氢氧化物存在的稀土和钍及重铀酸钠分离。 二、影响精矿分解的因素 氢氧化钠分解独居石的反应属于固－液多相反应。分解反应首先在矿物的表面上进行，生成固体的氢氧化物膜。由于此固体膜致密，独居石的分解反应速度将受NaON在固相膜中的扩散速度际制，其分解率与温度、时间、NaON浓度、精矿的粒度等工艺因素的关系可以用生成致密固体产物的动力学方程式表示：
独居石稀土精矿的氢氧化钠分解工艺技术 2009-6-12 15:30:36 中国选矿技术网浏览661 次收藏我来说两句 独居石稀土精矿中含有磷、钍、铀成分，为了回收这些有价成分及防止放射性元素染产品和环境，在氢氧化钠分解独居石的流程中应包括氢氧化钠分解，磷碱液回收，稀土与杂质分离和钍、铀回收四个部分。图1是工业上所用的工艺流程。 图1 氢氧化钠分解独居石稀土精矿的工艺流程 一、氢氧化钠分解独居石稀土精矿的化学反应 独居石在氢氧化钠的溶液中加热至140～160℃时将发生如下的分解反应： REPO4＋3NaOH=RE（OH）3↓＋Na3PO4（1） Th3(PO4)4＋12NaOH=3Th（OH）4↓＋4Na3PO4 （2）
独居石中的U3O8在搅拌的作用下与NaOH和空气中的O2发生反应： 2 U3O8＋O2＋6NaOH=3Na2U2O7↓＋3H2O （3） U3O8实际上是铀的四价和六价复合氧化物UO2·UO3，在NaOH溶液中未被O2氧化的四价铀与NaOH作用，生成氢氧化物： UO2＋4NaOH=U（OH）4↓＋2Na2O （4） 在NaOH过量很多的情况下U（OH）4以铀酰酸根的形态溶入碱液中： U（OH）4＋OH－=H3UO4－＋H2O （5） 同时，铁、钛、铝、锆、硅等矿物也被NaOH所分解： Fe2O3＋2NaOH=2NaFeO2＋H2O （6） TiO2＋2NaOH=Na2TiO3＋H2O （7） Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O （8） SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O （9） ZrSiO4＋4NaOH=Na2ZrO3↓＋Na2SiO3＋H2O (10) ZrSiO4＋2NaOH=Na2ZrSiO5↓＋2H2O (11) 铁、钛、铝矿物及石英的分解产物均溶于碱溶液中，与难溶性氢氧化物存在的稀土和钍及重铀酸钠分离。 二、影响精矿分解的因素 氢氧化钠分解独居石的反应属于固－液多相反应。分解反应首先在矿物的表面上进行，生成固体的氢氧化物膜。由于此固体膜致密，独居石的分解反应速度将受NaON在固相膜中的扩散速度际制，其分解率与温度、时间、NaON浓度、精矿的粒度等工艺因素的关系可以用生成致密固体产物的动力学方程式表示： 1－2/3x－（1－x）2/3=（2MDc/αρr02）t （12） 式中x－经过t时间后，稀土矿物的反应分数（表示稀土矿物的分解率）；