【知識】稀土精礦分解工藝

含稀土的原礦岩經過選礦後所到的高稀土品位的產物稱為稀土精礦。表1中列出的是我國生產的稀土精礦的化學成分。

精礦中的稀土 與原礦岩中的稀土的賦存形態基本相同，仍然是難溶于水和一般條件下的無機酸的化合物。為使其易溶于水和無機酸，以便於從中回收稀土，工業上依據精礦中稀土 存在的形態而採用相應的方法，將稀土礦物轉化為易於提取稀土的化合物。這樣一個將稀土礦物轉化為易於提取稀土的化合物的過程稱為精礦分解，稀土化合物中 REO與稀土精礦的REO之比的品質百分數成為精礦分解率。

稀土精礦的主要化學成分表

精礦分解的方法很多，概括起來可以分為酸分解法、堿分解法、氧化焙燒法和氯化法四大類。

一、 酸分解法包括硫酸、鹽酸和氟氫酸分解等。硫酸分解法適用於處理磷酸鹽礦物（如獨居石、磷釔礦）和氫碳酸鹽礦物（氟碳鈰礦）。鹽酸分解法應用有限，只適於處 理矽酸鹽礦物（如褐簾石、矽鈹釔礦）。氫氟酸分解法適於分解鈮鉭酸鹽礦物（如褐釔鈮礦、鈮釔礦）。酸分解法的特點是分解礦物能力強，對精礦品位、粒度要求 不嚴，適用而廣，但選擇性差，腐蝕嚴重，操作條件差，三廢較多。

二、堿分解法主要包括氫氧化鈉分解和碳酸鈉焙燒法等，它適合對稀土磷酸鹽礦物和氟碳酸鹽礦物的處理。對於個別難分解的稀土礦物亦有採用氫氧化鈉熔合法的。堿法分解的特點是工藝方法成熟，設備簡單，綜合利用程度較高。但對精礦品位與粒度要求較高，污水排放量大。

三、 氧化焙燒方法主要用於氫碳鈰礦的分解。焙燒過程中氫碳鈰礦被分解成稀土氧化物、氟氧化物、二氧化碳及氟的氣態化合物，其中三價的鈰氧化物同時被空氣中的氧 進一步氧化成四價的氧化物。該方法的缺點是氟以氣態化合物隨焙燒尾氣進入大氣中，對環境有一定的污染。優點是焙燒過程中無須加入其他的焙燒尾氣進入大氣 中，對環境有一定的污染。優點是焙燒過程中無須加入其他的焙燒助劑，並且利用四價鈰三價稀土元素的化學性質上的差別。可以採用硫酸複鹽沉澱或鹽酸優先溶解 三價稀土元素的措施，優先將占稀土配分約50%的鈰提取出來。這使得進一步的稀土萃取分離工藝過程簡化，生產成本降低。

碳酸鈉焙燒法、氧化鈣焙燒法以及在焙燒過程中具有使三價鈰化物被進一步氧化成四價的氧化物特點的分解方法都具有優先分離鈰優點。

四、 氯化法分解稀土精礦可以直接制得無水氯化稀土，其產品可用於熔鹽電解制取混合稀土金屬。氯化是指將碳與稀土精礦混合，制團，在豎式氯化爐的高溫下直接通入 氯氣的過程。根據生成不同氯化物的沸點差異，可同時得到三種產物：稀土、鈣及鋇等金屬的氯化物，呈熔體狀態流入氯化物溶鹽接收器；低沸點的氯化物（釷、 鈾、鈮、鉭、鈦、鐵、矽等）為氣態產物，從熔鹽中揮發後，被收集在冷凝器內，再綜合回收；未分解的精礦與碳渣等高沸點成分則為殘渣。氯化法目前由於設備的 需氯腐蝕材料較難解決，放射性元素釷分佈在三種產物中，所得熔鹽成分複雜，勞動條件較差等問題的存在而在我國尚為被工業採用。

稀土精礦的分解方法很多，工業生產中通常根據下列原則選擇適宜的工藝流程：

（一）根據精礦中稀土礦物的化學性質、稀土品位、其他非稀土化學成分等特點，先擇分解方法，以求得高的分解率。

（二）由產品方案、原材料的供應和價格以及消耗情況，優化工藝過程以求得高的經濟效益。

（三）便於回收有價元素和綜合利用，有利於勞動衛生與環境保護。


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