氟碳铈矿-独居石混合精矿分离提取稀土元素.pdf

第 5 卷第 3 期 过 程 工 程 学 报 Vol.5 No.3 2005 年 6 月 The Chinese Journal of Process Engineering June 2005 氟碳铈矿-独居石混合精矿分离提取稀土元素 1,2 2 2 2 2 张丽清 ， 王之昌 ， 雷鹏翔 ， 迟明玉 ， 杨冬梅 (1. 沈阳化工学院，辽宁 沈阳 110142 ；2. 东北大学理学院，辽宁 沈阳 110004) 摘 要：以气态配合物LnAl Cl (Ln=稀土元素)为载体，研究了从氟碳铈矿−独居石混合精矿中提取分离稀土元素的 n 3n+3 分步氯化−化学气相传输反应. 精矿经第一步氯化反应分离回收非稀土元素 P, Fe 和 Th 后，生成的稀土氯化物在 1000 ℃与配体反应生成气态配合物，并化学传输分离 6 h, CaCl2 和 BaCl2 留在残渣中. 研究发现，递减温度场和波浪温度场 中的化学传输反应的分离效果不同，在波浪型温度场中的波谷附近稀土沉积量高且分离系数大. 关键词：氟碳铈矿−独居石混合精矿；稀土气态配合物；LnAlnCl3n+3 ；化学气相传输 中图分类号：TF845 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2005)03−0285−04 1 前 言 收问题；其次在传输反应前，没有使放射性元素钍和稀 土元素分离，造成钍和稀土元素一同传输、共同沉积， 稀土矿的种类不同，从稀土矿中提取和分离稀土的 形成放射性污染；配体 KCl 同CaCl2 和 LnCl3 一起传输， 方法亦不同，目前对于氟碳铈矿及包头混合矿主要采用 生成 LnCl −CaCl −KCl 混合物，使稀土元素和非稀土元 3 2 浓硫酸焙烧分解稀土矿、溶剂萃取分离稀土元素的湿法 素无法有效分离. 因此，他们得出如下结论：稀土精矿 与火法相结合的工艺；南方离子型稀土矿物主要以 可能不适合直接用作化学气相传输反应的原料，先氯化 (NH ) SO 就地浸出工艺为主；而独居石矿以碱法工艺 4 2 4 后传输可能有利于稀土元素和非稀土元素之间的分离. 为主[1−4] . 硫酸焙烧工艺存在的主要问题是焙烧过程中 但没有开展相应的研究工作. 产生 HF 及 SO2 等有害气体，污染环境，同时在浸出过 本工作以 AlCl3 为配体，研究氟碳铈矿−独居石混 程中其他非稀土杂质与稀土一起浸出，除杂流程长. 由 合精矿在递减型温度场和波浪型温度场中的化学气相 Goldschmidt 公司的科学家提出的氯化法分解稀土矿的 传输反应. 反应温度在 1000~1200 ℃之间，因产物中含有大量稀土 2 实 验 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 所用原料为内蒙古白云鄂博生产的氟碳铈矿−独居 止使用[5−7]. 而氯化铵氯化法具有反应温度低、选择性好 石混合精矿，平均粒径为 19.1 µm ，其主要化学成分如 等优点，但该法首先需用脱氟剂将稀土矿分解，利用 表 1 所示. 该