(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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