1.本发明属于
湿法冶金技术领域，具体涉及一种去除
稀土浸出液中磷的方法。
背景技术：
2.我国
稀土资源丰富，矿种齐全，主要有离子
吸附型稀土矿、氟碳铈矿和氟碳铈-独居石混合型矿，其中独居石中含有大量的磷，目前该矿种的冶炼工艺主要是浓硫酸焙烧-浸出-中和除杂。由于对精矿中钍的处理工艺不同，浓硫酸焙烧又分为高温焙烧(600-800℃)和低温焙烧(约300℃)。无论其属于高温焙烧还是低温焙烧工艺，在稀土浸出的过程中(包括：焙烧、浸出、中和除杂)，磷会以离子的形态存在于浸出液中，在中和除杂时，其会与稀土离子相结合，形成磷酸稀土沉淀，造成了稀土的损失，降低稀土收率。
3.磷的去除通常采用的工艺方法是：在稀土精矿中混掺一定量的铁精粉，再加入相应比例的硫酸，保证铁精矿与硫酸的质量比为1.15～1.45，经回转窑加热焙烧后，铁精粉在回转窑内直接达到固磷和除磷的效果。具体方程式如下：
4.2repo4+3h2so4＝re2(so4)3+2h3po45.fe2o3+3h2so4＝fe2(so4)3+3h2o
6.2feo+2h2so4＝fe2o3+2h2o+so2↑
+so3↑
7.2h3po4+fe2(so4)3＝2fepo4+3h2so48.该方法存在硫酸、天燃气、铁精粉消耗量大、尾气处理量大且处理困难(内热式回转窑)、精矿投入量小、操作环境差等问题。
9.在实际生产过程中由于稀土精矿与铁精粉都为固体颗粒粉末，存在混合不彻底的现象，并且铁精粉、精矿与硫酸反应速度不同，经常出现焙烧窑体内局部酸矿比不足，造成精矿或铁精粉粘在回转窑内壁上而形成“结圈”现象，需停窑、停料后进行单独处理“结圈”现象，增加了劳动负荷，抑制了产能的提升。除此之外，由于“结圈”或精矿与铁精粉混合不彻底，还存在焙烧矿中铁含量不均衡的现象，在铁含量不足的情况下，中和除杂时(去除铁和铝等杂质)，“多余”的磷会与稀土形成磷酸稀土沉淀，最终随浸出渣排出系统外，造成了稀土的损失，降低稀土收率。
技术实现要素：
10.本发明的目的在于提供一种去除稀土浸出液中磷的方法，在不影响稀土收率的前提下，在浸出过程中加入(聚合)硫酸铁，中和除杂时固磷、除磷，避免了煅烧稀土精矿过程中铁精粉的使用，从而从根本上杜绝了“结圈”、混合不彻底的现象。
11.本发明使用的技术解决方案：
12.去除稀土浸出液中磷的方法，包括：
13.在焙烧段，将稀土精矿与浓硫酸混合均匀后经回转窑焙烧形成稀土焙烧矿；
14.在浸出段，在稀土焙烧矿的浸出液中加入铁离子，铁离子与磷酸离子反应生成磷酸铁沉淀；
15.磷酸铁沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除杂段固液分离后，磷酸铁沉淀随浸出渣排出。
16.进一步，在浸出段，稀土焙烧矿经水浸后生成硫酸稀土溶液，硫酸铁以溶液或固体形式加入到稀土焙烧矿的浸出槽中，形成磷酸铁沉淀。
17.进一步，加入铁的量为fe2o3：p≥2.7：1。
18.进一步，配置含有铁离子的助浸剂，以助浸剂的形式加入浸出段。
19.进一步，以硫酸铁溶液作为助浸剂，助浸剂浓度100-300g/l。
20.进一步，将固体聚合硫酸铁加入洗渣水中，含有铁离子的洗渣水回用到浸出段。
21.进一步，加入固体聚合硫酸铁后，洗渣水中铁离子浓度为1-10g/l。
22.进一步，将聚合硫酸铁以固体或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中，根据稀土浸出液中的磷含量控制硫酸铁的加入量，固体聚合硫酸铁折算成fe2o3的质量：浸出液中p的质量比≥2.7。
23.进一步，中和除杂段，硫酸稀土浸出液、磷酸铁沉淀固液分离后，硫酸稀土浸出液中加入氧化镁进行中和除杂，除杂过程中，控制水浸液ph值＝5-6，以去除水浸液中的铁、铝杂质。
24.进一步，浸出段包括n级相串联的浸出槽，中和除杂过程包括：第一次固液分离、中和除杂、第二次固液分离，第一次固液分离过程中使用回用水洗渣，洗渣水回用到第一级浸出槽中，第二次固液分离的洗渣水回用到第三级浸出槽中，铁离子加入第3级浸出槽。
25.本发明技术效果包括：
26.1、本发明方法在不影响稀土收率的前提下，在浸出过程中加入(聚合) 硫酸铁，中和除杂时固磷、除磷，避免了煅烧稀土精矿过程中铁精粉的使用，从而从根本上杜绝了“结圈”、混合不彻底的现象。
27.将(聚合)硫酸铁以溶液或固体形式加入到稀土焙烧矿浸出槽中，在中和除杂的过程中，硫酸铁将与磷酸反应生成磷酸铁沉淀，并最终随浸出渣集中存放，达到了固磷的目的。
28.2、节约了焙烧段天然气和硫酸的消耗，提高了回转窑焙烧稀土的产能和收率，降低生产成本。
29.可以减少了尾气的处理量，有效改善现场生产环境，提高了回转窑焙烧稀土的产能和收率，节能降耗，降低生产成本。
30.提高了生产运行的稳定性以及回转窑的利用率，焙烧阶段稀土精矿与硫酸反应均匀、单一，在总酸耗定量的情况下，提升回转窑焙烧稀土精矿产量约40％。
31.3、具有良好的经济效益和环保效益。
32.本发明具有操作简单，调整周期短，成本低等优点，可以有效改善现场生产环境。
附图说明
33.图1是本发明中去除稀土浸出液中磷的方法的流程图。
具体实施方式
34.以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和
再现。
35.如图1所示，是本发明中去除稀土浸出液中磷的方法的流程图。
36.去除稀土浸出液中磷的方法，包括以下步骤：
37.步骤1：在焙烧段，将稀土精矿与浓硫酸混合均匀后经回转窑焙烧形成稀土焙烧矿；
38.步骤2：在浸出段，在稀土焙烧矿的浸出液中加入铁离子，铁离子与磷酸离子反应生成磷酸铁沉淀；加入铁的量为fe2o3：p≥2.7：1；
39.本发明将除磷的工作后移，即焙烧时不在稀土精矿中掺杂铁精粉，将铁元素的加入工序以不同的铁的存在形式移到浸出段，这样就不会存在稀土精矿焙烧过程中产生混合不彻底的现象，且在焙烧段硫酸与稀土精矿反应较单一，亦不存在反应不均匀的现象。
40.聚合硫酸铁与硫酸铁都属于无机物，都含三价铁离子，硫酸铁所形成的游离三价铁离子要多一些，但聚合硫酸铁属高分子聚合物，硫酸铁相对聚合硫酸铁的腐蚀性较大。
41.在浸出段，稀土焙烧矿经水浸后生成硫酸稀土溶液，此时，将硫酸铁以溶液或固体形式加入到稀土焙烧矿的浸出槽中，形成磷酸铁沉淀，达到固磷目的。
42.在浸出段加入铁离子的形式有三种：
43.1、以配置含有铁元素的助浸剂，以助浸剂的形式加入浸出段。
44.配置(聚合)硫酸铁溶液作为助浸剂，助浸剂浓度100-300g/l。
45.2、将固体(聚合)硫酸铁直接加入洗渣水(洗渣水主要成分为稀土离子)中，含有铁离子的洗渣水回用到浸出段。
46.加入固体(聚合)硫酸铁后，洗渣水中铁离子(fe
3+
)浓度为1-10g/l。
47.3、将(聚合)硫酸铁以固体或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中。
48.根据浸出液(主要成分为硫酸稀土)中的磷含量控制(聚合)硫酸铁的加入量，固体(聚合)硫酸铁折算成fe2o3的质量：浸出液中p的质量≥ 2.7。
49.步骤3：磷酸铁沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除杂段固液分离后，磷酸铁沉淀随浸出渣排出。
50.中和除杂段(固磷段)：硫酸稀土浸出液、磷酸铁沉淀固液分离后，硫酸稀土浸出液中加入氧化镁进行中和除杂，除杂过程中，为去除水浸液中的铁、铝等杂质，控制水浸液ph值＝5-6。
51.浸出段包括n级相串联的浸出槽，中和除杂过程包括：第一次固液分离、中和除杂、第二次固液分离，第一次固液分离过程中使用回用水(回用水为蒸盐结晶时产生的冷凝水)洗渣，洗渣水回用到第一级浸出槽中，外排渣送入渣池；第二次固液分离的洗渣水回用到第三级浸出槽中，中和渣送入渣池；铁离子加入第3级浸出槽。
52.在中和除杂的过程中，硫酸铁与磷酸反应生成磷酸铁沉淀，磷酸铁沉淀最终随浸出渣排出，达到了除磷的目的。
53.实施例1
54.表1含磷稀土精矿的组成/％
[0055][0056]
1)、焙烧段：
[0057]
精矿投入量(以干矿计)：1.5t/h；
[0058]
浓硫酸矿质量比：1.2：1，硫酸浓度：98％；
[0059]
焙烧时间：2h；
[0060]
焙烧温度：600℃
[0061]
(2)、浸出段：
[0062]
水浸液p含量：1.32g/l
[0063]
水浸液流量：25m3/h
[0064]
(聚合)硫酸铁流量：0.53m3/h
[0065]
(聚合)硫酸铁浓度(以fe2o3计)：180g/l
[0066]
(3)、中和除杂段(固磷段)：
[0067]
水浸液p含量：《10ppm
[0068]
水浸液fe2o3含量：《10ppm
[0069]
外排渣稀土含量(以reo计)：4.3％
[0070]
实施例2
[0071]
表2含磷稀土精矿的组成/％
[0072]
reocaopfpbobaomno2al2o3znoh2osfe2o350.713.814.010.10.430.600.280.170.115.50.422.7
[0073]
(1)、焙烧段：
[0074]
精矿投入量：1.0t/h
[0075]
酸矿质量比：1.3：1
[0076]
硫酸浓度：98％
[0077]
焙烧时间：2h
[0078]
焙烧温度：600℃
[0079]
(2)、浸出段：
[0080]
水浸液p含量：0.59g/l
[0081]
水浸液流量：15m3/h
[0082]
(聚合)硫酸铁流量：0.13m3/h
[0083]
(聚合)硫酸铁浓度(以fe2o3计)：220g/l
[0084]
(3)、中和除杂段(固磷段)：
[0085]
水浸液p含量：《10ppm
[0086]
水浸液fe2o3含量：《10ppm
[0087]
外排渣稀土含量(以reo计)：3.7％
[0088]
实施例3
[0089]
表3某含磷稀土精矿的组成/％
[0090]
reocaopfpbomno2tho2al2o3znoh2ofe2o358.78.174.814.590.560.320.210.10.1711.72.2
[0091]
(1)、焙烧段：
[0092]
精矿投入量：2.5t/h
[0093]
酸矿质量比：1.3：1
[0094]
硫酸浓度：98％
[0095]
焙烧时间：2h
[0096]
焙烧温度：300℃
[0097]
(2)、浸出段：
[0098]
水浸液p含量：1.5g/l
[0099]
水浸液流量：45m3/h
[0100]
(聚合)硫酸铁流量：0.74m3/h
[0101]
(聚合)硫酸铁浓度(以fe2o3计)：280g/l
[0102]
(3)、中和除杂段(固磷段)：
[0103]
水浸液p含量：《10ppm
[0104]
水浸液fe2o3含量：《10ppm
[0105]
外排渣稀土含量(以reo计)：3.2％
[0106]
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。技术特征：
1.一种去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，包括：在焙烧段，将稀土精矿与浓硫酸混合均匀后经回转窑焙烧形成稀土焙烧矿；在浸出段，在稀土焙烧矿的浸出液中加入铁离子，铁离子与磷酸离子反应生成磷酸铁沉淀；磷酸铁沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除杂段固液分离后，磷酸铁沉淀随浸出渣排出。2.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，在浸出段，稀土焙烧矿经水浸后生成硫酸稀土溶液，硫酸铁以溶液或固体形式加入到稀土焙烧矿的浸出槽中，形成磷酸铁沉淀。3.如权利要求2所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，加入铁的量为fe2o3：p≥2.7：1。4.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，配置含有铁离子的助浸剂，以助浸剂的形式加入浸出段。5.如权利要求4所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，以硫酸铁溶液作为助浸剂，助浸剂浓度100-300g/l。6.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，将固体聚合硫酸铁加入洗渣水中，含有铁离子的洗渣水回用到浸出段。7.如权利要求6所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，加入固体聚合硫酸铁后，洗渣水中铁离子浓度为1-10g/l。8.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，将聚合硫酸铁以固体或者溶液形式加入浸出槽的稀土浸出液中，根据稀土浸出液中的磷含量控制硫酸铁的加入量，固体聚合硫酸铁折算成fe2o3的质量：浸出液中p的质量比≥2.7。9.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，中和除杂段，硫酸稀土浸出液、磷酸铁沉淀固液分离后，硫酸稀土浸出液中加入氧化镁进行中和除杂，除杂过程中，控制水浸液ph值＝5-6，以去除水浸液中的铁、铝杂质。10.如权利要求1所述的去除稀土浸出液中磷的方法，其特征在于，浸出段包括n级相串联的浸出槽，中和除杂过程包括：第一次固液分离、中和除杂、第二次固液分离，第一次固液分离过程中使用回用水洗渣，洗渣水回用到第一级浸出槽中，第二次固液分离的洗渣水回用到第三级浸出槽中，铁离子加入第3级浸出槽。
技术总结
本发明公开了一种去除稀土浸出液中磷的方法，包括：在焙烧段，将稀土精矿与浓硫酸混合均匀后经回转窑焙烧形成稀土焙烧矿；在浸出段，在稀土焙烧矿的浸出液中加入铁离子，铁离子与磷酸离子反应生成磷酸铁沉淀；磷酸铁沉淀和硫酸稀土浸出液在中和除杂段固液分离后，磷酸铁沉淀随浸出渣排出。本发明在不影响稀土收率的前提下，在浸出过程中加入(聚合)硫酸铁，中和除杂时固磷、除磷，避免了煅烧稀土精矿过程中铁精粉的使用，从而从根本上杜绝了“结圈”、混合不彻底的现象。混合不彻底的现象。混合不彻底的现象。
技术研发人员：张俊龙 刘文彬 姜晓丽 李赫 桑晓云 李耀先 刘磊 谷德富 侯亚洲 燕春明 刘旗 赵晓伟 赵占峰 薛利清 张敏 刘利 曹磊 王广志 金龙 彭婧 许国华 李俊征 梁鹏飞
受保护的技术使用者：中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/7/12
声明：
“去除稀土浸出液中磷的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司
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2024年10月23日 ~ 25日 
