一種從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，屬于濕法冶金及資源綜合回收利用領域。
【背景技術】
[0002]包頭白云鄂博礦是我國最大的鐵、稀土、鈮等多金屬混生的礦床，除了含有大量的鐵與稀土外，還有大量鈮、硅等資源，其中，鈮的工業(yè)儲量占我國鈮總儲量的95%，居世界第二，而硅的工業(yè)儲量是鈮儲量的20倍以上。但由于包鋼現有的工藝是以開發(fā)利用鐵與稀土為主，而鈮、硅等資源并沒有得到充分的利用，大量的鈮、硅以及未選凈的稀土資源被堆積在尾礦壩，造成了資源的極大浪費。
[0003]專利CN 102181643 A是采用選礦的方法提取稀選尾礦中的稀土;CN 103359744 A是采用堿熔的方法以稀選尾礦為原料，制備白炭黑；CN 103361495 A提供了一種從稀選尾礦中提取鈮的方法，這些專利以不同的方式對稀選尾礦中的單一資源進行了回收，工藝各有側重，無法融合，并難以形成完整的工藝。因此，為了有效利用白云鄂博礦中的稀土、鈮、硅資源，發(fā)明一種高效、經濟的綜合回收的方法勢在必行。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、零排放、能耗少和成本低的綜合回收白云鄂博尾礦中鈮、硅、稀土的方法。
[0005]本方法以白云鄂博尾礦或鈮精礦為原料，制備了草酸稀土、鈮富集物、納米氧化硅三類產品。
[0006]技術解決方案如下:
本發(fā)明包括以下步驟:(I)以白云鄂博尾礦或鈮精礦為原料，用無機酸對原料酸浸，浸出原料中的稀土及易溶于酸的雜質(鐵、鋁、稀土等)，得到酸浸液與酸浸渣，其中:無機酸的濃度為:l_6mol/L，礦與酸的質量體積比為1:3-1:9; (2)將酸浸液的pH值調至1.5_2.5，用草酸沉淀稀土；(3)將酸浸渣在500-900°C的溫度下焙燒2-6h;(4)將步驟3中的焙燒礦用10?30at%的氫氧化鈉溶液在80-100°C的溫度下浸出2-5h，過濾、水洗后得到鈮富集物、濾液和堿洗液，其中:浸出時礦與堿的質量比為1:0.5-1:1.5; (5)將步驟(4)得到的濾液的pH值調至IJ8-9，過濾、干燥，SP得納米氧化硅粉體。
[0007]本發(fā)明所述的原料是白云鄂博礦經選鐵、稀土得到的尾礦或白云鄂博礦經選鈮得到的鈮精礦，其中稀土(REO)的含量范圍為:2?? at%，鈮(Nb2O5)的含量范圍為0.08?5 at%，硅(S12)的含量范圍為:37?50 at%。
[0008]步驟(I)中所述的無機酸是鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或幾種。
[0009]步驟(2)所述的調節(jié)酸浸液pH值所使用的料液最初為氫氧化鈉溶液，在循環(huán)生產后采用步驟(4)得到的堿洗液。
[0010]步驟(2)中草酸與稀土的質量比為:1:1?3:1。
[0011]步驟(5)中調節(jié)濾液pH值所用的料液為鹽酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化銨中的一種或幾種。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:1.采用本發(fā)明后，尾礦中的鈮、稀土、硅均以高附加值產品的形式得到回收。鈮富集物中鈮的品位達到20%以上，稀土的回收率達到99%，硅的回收率達到90%以上。2.采用稀堿液浸出，相較于傳統的濃堿液熔融的方法，堿的用量降低了60%，同時堿洗液回用，無廢水產生。3.相對于現有工藝或專利，本發(fā)明成本低，設備簡單，操作場所安全環(huán)保。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例1.取50g鈮精礦，鈮的含量為2.38 at%，稀土的含量為3.86 at%，硅的含量為49.2 at%，用360ml、2mol/L的鹽酸在80°C的溫度下浸出3h，得到酸浸渣與酸浸液;將酸浸液的pH調至1.5，加入5.8g草酸，制的3.9g草酸稀土;將酸浸渣在馬弗爐中700°C焙燒3h，冷卻取出，得到焙燒礦，將焙燒礦在300ml、25 at%的稀堿液浸出3h，得到富鈮的堿餅與堿浸液，堿餅中鈮的含量為22 at%;用乙酸乙酯與鹽酸緩慢調節(jié)堿浸液的pH值，得到粒度為dso為80nm的氧化硅。
[0015]實施例2.取50g鈮精礦，鈮的含量為:5.0&丨％，稀土的含量為4.1 at%，硅的含量為35 at%，用360ml、2mo 1/L的鹽酸在80 °C的溫度下浸出3h，得到酸浸渣與酸浸液;將酸浸液的pH調至1.5，加入7.5g草酸，制的4.9g草酸稀土;然后將酸浸渣在馬弗爐中600 °C焙燒3h，冷卻取出，得到焙燒礦，將焙燒礦在200ml、25 at%的稀堿液浸出3h，得到富鈮的堿餅與堿浸液，堿餅中銀的含量為25 at%；用鹽酸緩慢調節(jié)堿浸液的pH值，得到dso為150nm的氧化娃。
[0016]實施例3.取50g白云鄂博礦經選鐵、稀土后得到的原料，鈮的含量為:0.92at%，稀土的含量為3.2 at%，硅的含量為21 at%，用5001111、211101/1的鹽酸在80°(:的溫度下浸出311，得到酸浸渣與酸浸液;將酸浸液Ph值調到2，加入3g草酸，得到3.5g草酸稀土;將酸浸渣馬弗爐中8000C焙燒5h，冷卻取出，得到焙燒礦，將焙燒礦在300ml、30 &七％的稀堿液浸出3h，得到富鈮的堿餅與堿浸液，堿餅中鈮的含量為20 &丨％;用乙酸乙酯緩慢調節(jié)堿浸液的pH值，得到粒度為dso為88nm的氧化娃。
[0017]實施例4.取50g白云鄂博礦經選鐵、稀土后得到的原料，鈮的含量為:0.92at%，稀土的含量為3.2 at%，硅的含量為21 at%，用3001111、311101/1的鹽酸在80°(:的溫度下浸出311，得到酸浸渣與酸浸液;將酸浸液Ph值調到1.5，加入3g草酸，得到3.4g草酸稀土;將酸浸渣在馬弗爐中800 0C焙燒5h，冷卻取出，得到焙燒礦，將焙燒礦在800ml、5&七％的稀堿液浸出5h，得到富鈮的堿餅與堿浸液，堿餅中鈮的含量為12 at%;用氯化銨緩慢調節(jié)堿浸液的pH值，得到d50為200nm的氧化硅；由于堿液濃度過低，得到堿餅中鈮的品位達不到20%。
[0018]實施例5.取30g鈮精礦，鈮的含量為:2.85 at%，稀土的含量為3.53 at%，硅的含量為45.2 at%，用200ml、4mo VL的鹽酸在100 °C的溫度下浸出3h，得到酸浸渣與酸浸液;將酸浸液Ph值調到2，加入3g草酸，得到2.0g草酸稀土;將酸浸渣在馬弗爐中900°C焙燒3h，冷卻取出，得到焙燒礦;將焙燒礦在360ml、12 at°/c^稀堿液浸出5h，得到富鈮的堿餅與堿浸液， 堿餅中鈮的含量為21乙酸乙酯緩慢調節(jié)堿浸液的pH值，得到d5Q為85nm的氧化硅。
【主權項】
1.一種從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:包括以下步驟:(1)以白云鄂博尾礦或鈮精礦為原料，用無機酸對原料酸浸，得到酸浸液與酸浸渣，其中:無機酸的濃度為:l-6mol/L，礦與酸的質量體積比為1:3-1:9; (2)將酸浸液的pH值調至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；(3)將酸浸渣在500-900°C的溫度下焙燒2-6h;(4)將步驟3中的焙燒礦用10?30at%的氫氧化鈉溶液在80-100°C的溫度下浸出2_5h，過濾、水洗后得到鈮富集物、濾液和堿洗液，其中:浸出時礦與堿的質量比為1:0.5-1:1.5; (5)將步驟(4)得到的濾液的pH值調到8-9，過濾、干燥，即得納米氧化硅粉體。2.根據權利要求1所述的從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:所述的原料是白云鄂博礦經選鐵、稀土得到的尾礦或白云鄂博礦經選鈮得到的鈮精礦，其中稀土(REO)的含量范圍為:2?7 at%，鈮(Nb2O5)的含量范圍為0.08?5 at%，硅(S12)的含量范圍為:37?50 at% ο3.根據權利要求1所述的從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:步驟(I)中所述的無機酸是鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或幾種。4.根據權利要求1所述的從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:步驟(2)所述的調節(jié)酸浸液pH值所使用的料液最初為氫氧化鈉溶液，在循環(huán)生產后采用步驟(4)得到的堿洗液。5.根據權利要求1所述的從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:步驟(2)中草酸與稀土的質量比為:1:1?3:1。6.根據權利要求1所述的從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法，其特征是:步驟(5)中調節(jié)濾液pH值所用的料液為鹽酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化銨中的一種或幾種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從白云鄂博尾礦中綜合回收稀土、鈮、硅的方法其特征是：包括以下步驟：（1）以白云鄂博尾礦或鈮精礦為原料，用無機酸對原料酸浸，得到酸浸液與酸浸渣；（2）將酸浸液的pH值調至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；（3）將酸浸渣在500-900℃的溫度下焙燒2-6h；（4）將步驟3中的焙燒礦用氫氧化鈉溶液浸出，過濾、水洗后得到鈮富集物、濾液和堿洗液；（5）將步驟（4）得到的濾液的pH值調到8-9，過濾、干燥，即得納米氧化硅粉體。其優(yōu)點是：尾礦中的鈮、稀土、硅均以高附加值產品的形式得到回收；采用稀堿液浸出，相較于傳統的濃堿液熔融的方法，堿的用量降低了60%，同時堿洗液回用，無廢水產生。
【IPC分類】C22B3/06, C22B59/00, C22B3/44, C22B3/12, C22B34/24, C01B33/18
【公開號】CN105624396
【申請?zhí)枴緾N201511015193
【發(fā)明人】趙文怡, 張旭霞, 馬志鴻, 劉玉寶, 崔建國, 張丞, 侯睿恩, 郝肖麗, 劉鈴聲, 王艷, 賈濤
【申請人】瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月31日