• (一)稀土分離概念
    1、稀土元素與非稀土元素的分離
    焙燒、分解、浸出、沉淀、萃取等工藝技術分離非稀土雜質

    2、稀土元素之間的分離
    目前采用四種萃取體系:
    (1)P204萃取分組分離輕稀土元素
    (2)P507萃取分組分離稀土元素
    (3)環烷酸萃取分離釔元素

    (4)C272萃取分離銩鐿镥元素

    (二)四大生產工藝過程
    1、精礦分解——氯化稀土溶液制備過程
    這一過程將除去絕大部分非稀土元素
    我國四種稀土資源:包頭混合稀土礦;南方離子型稀土礦;氟碳鈰鑭礦;獨居石和磷釔礦
    (1)包頭混合稀土礦分解工藝:稀土收率 ≥85%
    硫酸焙燒—水浸—萃取轉型法。
    主要消耗資源:硫酸、重油(能源)、水、氧化鎂、鹽酸、電等;
    注意氟鹽回收
    (2)南方離子型稀土精礦分解工藝:稀土收率 ≥98%
    鹽酸直接分解法
    主要消耗資源:鹽酸、水等

    (3)氟碳鈰鑭礦分解工藝:稀土收率 ≥90%
    氧化焙燒—鹽酸優溶分解法。
    主要消耗資源:能源、鹽酸、燒堿、水、電等
    注意氟鹽回收
    (4)獨居石和磷釔礦分解工藝:稀土收率 ≥96%
    堿分解—鹽酸優溶分解法。
    主要消耗資源:能源、燒堿、鹽酸、水、電等
    回收磷酸三鈉、鈾釷產品
    2、萃取分組分離過程(以南方離子資源為例的原則工藝)
      整個過程將15個稀土元素分離成單一稀土鹽酸鹽溶液
    (1)、P507萃取四分組:LaCePrNd、SmEuGd、TbDy、HoErTmYbLuY;
    (2)、P507萃取分離La、Ce、Pr、Nd;
    (3)、P507萃取分離Sm、Gd,富集Eu;
    (4)、P507還原萃取分離Eu,富集Sm、Gd;
    (5)、P507萃取分離Tb、Dy;
    (6)、環烷酸萃取分離Y,富集Ho、Er、Tm、Yb、Lu;
    (7)、P507萃取分組Ho、Er,富集Tm、Yb、Lu;
    (8)、P507萃取分離Ho、Er;
    (9)、C272萃取分離Tm、Yb、Lu;
    (10)、N235萃取分離單一稀土溶液中Fe;
    本工序消耗酸、堿,產生皂化廢水,可單循環使用;產生稀土皂濃鹽廢水,3~4.5摩爾,必須回收鹽份。
    3、稀土沉淀過程
    沉淀過程有稀土草酸鹽沉淀或稀土碳酸鹽沉淀
    (1)稀土草酸鹽沉淀
    草酸沉淀是酸性沉淀,稀土元素成草酸鹽沉淀,沉淀母液中酸度較高—2~3摩爾,回收鹽酸等;1molRE,需要1.5mol以上的草酸;酸性廢水處理難度比較大。
    (2)稀土碳酸鹽沉淀
    稀土碳酸鹽沉淀劑—碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種
    碳酸鹽沉淀是中性沉淀,pH—5.5~6.5,沉淀母液中鹽份較高—2~3mol,必須回收鹽。
    (3)比較
    溶解度:草酸鹽>碳酸鹽;沉淀收率:碳酸鹽>草酸鹽;
     產品質量:草酸鹽優于碳酸鹽;
    4、稀土氧化物灼燒
    (1)稀土草酸鹽灼燒
    稀土草酸鹽灼燒機理是高溫氧化過程≥800℃
    (2)稀土碳酸鹽灼燒
    稀土碳酸鹽灼燒機理是高溫分解過程≥900℃
    理論上能源消耗比較:碳酸鹽分解>草酸鹽氧化;
    灼燒過程消耗的是能源:天然氣、煤—煤氣、電;
    關鍵在于灼燒設備的熱效率以及工藝操作過程的熱利用率

    摘自:《稀土分離冶煉過程資源消耗極限研究與預測》.韓建設,楊清宇,葉祥.

    稀土分離工藝過程
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