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包钢稀土生产加工流程(图)

来源：http://www.opsteel.cn 作者： 收藏

内蒙古包钢稀土（集团）高科技股份有限公司2013年度第一期短期融资券募集说明书对公司的稀土产品加工流程进行了介绍。

公司生产加工流程主要为采矿、选矿、冶炼分离、稀土产品、下游应用。分解稀土精矿有良多方法，总的来说可分为三类，即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济公道等原则选择相宜的工艺流程。

（1）稀土精矿的分解

碳酸稀土和氯化稀土是稀土产业中最主要的两种低级产品，目前有两个主要工艺出产这两种产品。一个工艺是浓硫酸焙烧工艺，即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。经由焙烧的矿用水浸出，则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液，称之为浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氢铵，则稀土呈碳酸盐沉淀下来，过滤后即得碳酸稀土。另一种工艺叫烧碱法工艺，简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀，在高温下熔融反应，稀土精矿即被分解，稀土变为氢氧化稀土，把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱，然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解，稀土被溶解为氯化稀土溶液，调酸度除去杂质，过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。

包钢稀土目前采用高温酸法和氢氧化钠碱法工艺分解稀土精矿，这也是目前包钢稀土精矿分解的主要工艺流程。

酸法工艺是将稀土精矿与浓硫酸混合后，在回转窑中进行高温焙烧，将钍等杂质转变为难溶化合物，焙烧矿经过水浸，使稀土硫酸盐等可溶性产物转入水溶液中，再经过除杂工序后，得到较为纯净的稀土硫酸盐溶液。以P204或P507为萃取剂，将硫酸稀土溶液转型为氯化稀土溶液，作为稀土分离生产的原料。焙烧尾气采用冷凝、分离、蒸发工艺回收硫酸返回使用，回收的氟化物外销；转型废水经处理后回用。包钢稀土改进后的酸法工艺，消除了氨氮废水的产出，提高了有效资源的回用率。

碱法工艺是将55%以上品位的稀土精矿与固体氢氧化钠混合后进行热分解，热分解后的碱浆经水洗至中性，再用6摩尔浓度的盐酸进行溶解，将固态氢氧化稀土转型为氯化稀土溶液，进行酸度调整、除杂，作为稀土分离生产原料。通过改进碱浆水洗方式，显著减少新水用量；酸溶渣返回酸法焙烧工序处理回收稀土。

由于包钢稀土稀土矿为氟碳铈矿与独居石矿的混合矿，同时含有微量钍元素，要同时达到两种矿物全部分解，且控制钍元素的分散。经过多年的研究、生产实践及不断改进，高温硫酸焙烧分解和氢氧化钠分解工艺成为处理包钢稀土矿最成熟、合理的工艺流程。

（2）稀土元素的分离

由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，分离提掏出单一纯稀土元素，在化学工艺上比较复杂。其主要原因有二个，一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，在水溶液中都是不乱的三价态。稀土离子与水的亲和力大，因受水合物的保护，其化学性质非常相似，分离提纯极为难题。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多（如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等）。因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离，而且还必需考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。现在稀土出产中采用的分离方法（湿法出产工艺）有：①分步法（分级结晶法、分级沉淀法和氧化还原法）；②离子交换法；③溶剂萃取法。

分步法是最传统的工艺方法，工艺时间长，只能间歇操作，产品纯度较低；离子交换法可获得较高纯度的产品，批处理量小，产品纯度难以准确控制；溶剂萃取法是目前最先进的方法，可实现各稀土元素的全分离，生产过程连续、稳定，处理量大。目前包钢稀土采用以混合氯化稀土溶液为原料，以皂化P507—煤油溶液为萃取剂，控制一定的工艺条件，进行单一稀土分离生产。