(一)稀土分离概念
1、稀土元素与非稀土元素的分离
焙烧、分解、浸出、沉淀、萃取等工艺技术分离非稀土杂质

2、稀土元素之间的分离
目前采用四种萃取体系:
(1)P204萃取分组分离轻稀土元素
(2)P507萃取分组分离稀土元素
(3)环烷酸萃取分离钇元素

(4)C272萃取分离铥镱镥元素

(二)四大生产工艺过程
1、精矿分解——氯化稀土溶液制备过程
这一过程将除去绝大部分非稀土元素
我国四种稀土资源:包头混合稀土矿;南方离子型稀土矿;氟碳铈镧矿;独居石和磷钇矿
(1)包头混合稀土矿分解工艺:稀土收率 ≥85%
硫酸焙烧—水浸—萃取转型法。
主要消耗资源:硫酸、重油(能源)、水、氧化镁、盐酸、电等;
注意氟盐回收
(2)南方离子型稀土精矿分解工艺:稀土收率 ≥98%
盐酸直接分解法
主要消耗资源:盐酸、水等

(3)氟碳铈镧矿分解工艺:稀土收率 ≥90%
氧化焙烧—盐酸优溶分解法。
主要消耗资源:能源、盐酸、烧碱、水、电等
注意氟盐回收
(4)独居石和磷钇矿分解工艺:稀土收率 ≥96%
碱分解—盐酸优溶分解法。
主要消耗资源:能源、烧碱、盐酸、水、电等
回收磷酸三钠、铀钍产品
2、萃取分组分离过程(以南方离子资源为例的原则工艺)
  整个过程将15个稀土元素分离成单一稀土盐酸盐溶液
(1)、P507萃取四分组:LaCePrNd、SmEuGd、TbDy、HoErTmYbLuY;
(2)、P507萃取分离La、Ce、Pr、Nd;
(3)、P507萃取分离Sm、Gd,富集Eu;
(4)、P507还原萃取分离Eu,富集Sm、Gd;
(5)、P507萃取分离Tb、Dy;
(6)、环烷酸萃取分离Y,富集Ho、Er、Tm、Yb、Lu;
(7)、P507萃取分组Ho、Er,富集Tm、Yb、Lu;
(8)、P507萃取分离Ho、Er;
(9)、C272萃取分离Tm、Yb、Lu;
(10)、N235萃取分离单一稀土溶液中Fe;
本工序消耗酸、碱,产生皂化废水,可单循环使用;产生稀土皂浓盐废水,3~4.5摩尔,必须回收盐份。
3、稀土沉淀过程
沉淀过程有稀土草酸盐沉淀或稀土碳酸盐沉淀
(1)稀土草酸盐沉淀
草酸沉淀是酸性沉淀,稀土元素成草酸盐沉淀,沉淀母液中酸度较高—2~3摩尔,回收盐酸等;1molRE,需要1.5mol以上的草酸;酸性废水处理难度比较大。
(2)稀土碳酸盐沉淀
稀土碳酸盐沉淀剂—碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠三种
碳酸盐沉淀是中性沉淀,pH—5.5~6.5,沉淀母液中盐份较高—2~3mol,必须回收盐。
(3)比较
溶解度:草酸盐>碳酸盐;沉淀收率:碳酸盐>草酸盐;
 产品质量:草酸盐优于碳酸盐;
4、稀土氧化物灼烧
(1)稀土草酸盐灼烧
稀土草酸盐灼烧机理是高温氧化过程≥800℃
(2)稀土碳酸盐灼烧
稀土碳酸盐灼烧机理是高温分解过程≥900℃
理论上能源消耗比较:碳酸盐分解>草酸盐氧化;
灼烧过程消耗的是能源:天然气、煤—煤气、电;
关键在于灼烧设备的热效率以及工艺操作过程的热利用率

摘自:《稀土分离冶炼过程资源消耗极限研究与预测》.韩建设,杨清宇,叶祥.

稀土分离工艺过程
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