一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法

摘要

本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法其特征是：包括以下步骤：（1）以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，用无机酸对原料酸浸，得到酸浸液与酸浸渣；（2）将酸浸液的pH值调至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；（3）将酸浸渣在500-900℃的温度下焙烧2-6h；（4）将步骤3中的焙烧矿用氢氧化钠溶液浸出，过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液；（5）将步骤（4）得到的滤液的pH值调到8-9，过滤、干燥，即得纳米氧化硅粉体。其优点是：尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收；采用稀碱液浸出，相较于传统的浓碱液熔融的方法，碱的用量降低了60%，同时碱洗液回用，无废水产生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种从白云鄂博尾矿中综合回收稀土、铌、硅的方法，属于湿法冶金及资源综合回收利用领域。

背景技术

包头白云鄂博矿是我国最大的铁、稀土、铌等多金属混生的矿床，除了含有大量的铁与稀土外，还有大量铌、硅等资源，其中，铌的工业储量占我国铌总储量的95%，居世界第二，而硅的工业储量是铌储量的20倍以上。但由于包钢现有的工艺是以开发利用铁与稀土为主，而铌、硅等资源并没有得到充分的利用，大量的铌、硅以及未选净的稀土资源被堆积在尾矿坝，造成了资源的极大浪费。

专利CN102181643A是采用选矿的方法提取稀选尾矿中的稀土；CN103359744A是采用碱熔的方法以稀选尾矿为原料，制备白炭黑；CN103361495A提供了一种从稀选尾矿中提取铌的方法，这些专利以不同的方式对稀选尾矿中的单一资源进行了回收，工艺各有侧重，无法融合，并难以形成完整的工艺。因此，为了有效利用白云鄂博矿中的稀土、铌、硅资源，发明一种高效、经济的综合回收的方法势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、零排放、能耗少和成本低的综合回收白云鄂博尾矿中铌、硅、稀土的方法。

本方法以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，制备了草酸稀土、铌富集物、纳米氧化硅三类产品。

技术解决方案如下：

本发明包括以下步骤：（1）以白云鄂博尾矿或铌精矿为原料，用无机酸对原料酸浸，浸出原料中的稀土及易溶于酸的杂质（铁、铝、稀土等），得到酸浸液与酸浸渣，其中：无机酸的浓度为：1-6mol/L，矿与酸的质量体积比为1:3-1:9；（2）将酸浸液的pH值调至1.5-2.5，用草酸沉淀稀土；（3）将酸浸渣在500-900℃的温度下焙烧2-6h；（4）将步骤3中的焙烧矿用10～30at%的氢氧化钠溶液在80-100℃的温度下浸出2-5h，过滤、水洗后得到铌富集物、滤液和碱洗液，其中：浸出时矿与碱的质量比为1:0.5~1:1.5；（5）将步骤（4）得到的滤液的pH值调到8-9，过滤、干燥，即得纳米氧化硅粉体。

本发明所述的原料是白云鄂博矿经选铁、稀土得到的尾矿或白云鄂博矿经选铌得到的铌精矿，其中稀土（REO）的含量范围为：2~7at%，铌（Nb₂O₅）的含量范围为0.08~5at%，硅（SiO₂）的含量范围为：37~50at%。

步骤（1）中所述的无机酸是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。

步骤（2）所述的调节酸浸液pH值所使用的料液最初为氢氧化钠溶液，在循环生产后采用步骤（4）得到的碱洗液。

步骤（2）中草酸与稀土的质量比为：1:1~3:1。

步骤（5）中调节滤液pH值所用的料液为盐酸、乙酸乙酯、硫酸、氯化铵中的一种或几种。

本发明的有益效果是：1.采用本发明后，尾矿中的铌、稀土、硅均以高附加值产品的形式得到回收。铌富集物中铌的品位达到20%以上，稀土的回收率达到99%，硅的回收率达到90%以上。2.采用稀碱液浸出，相较于传统的浓碱液熔融的方法，碱的用量降低了60%，同时碱洗液回用，无废水产生。3.相对于现有工艺或专利，本发明成本低，设备简单，操作场所安全环保。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1.取50g铌精矿，铌的含量为2.38at%，稀土的含量为3.86at%，硅的含量为49.2at%，用360ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液；将酸浸液的pH调至1.5，加入5.8g草酸，制的3.9g草酸稀土；将酸浸渣在马弗炉中700℃焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在300ml、25at%的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为22at%；用乙酸乙酯与盐酸缓慢调节碱浸液的pH值，得到粒度为d₅₀为80nm的氧化硅。

实施例2.取50g铌精矿，铌的含量为：5.0at%，稀土的含量为4.1at%，硅的含量为35at%，用360ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液；将酸浸液的pH调至1.5，加入7.5g草酸，制的4.9g草酸稀土；然后将酸浸渣在马弗炉中600℃焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在200ml、25at%的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为25at%；用盐酸缓慢调节碱浸液的pH值，得到d₅₀为150nm的氧化硅。

实施例3.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料，铌的含量为：0.92at%，稀土的含量为3.2at%，硅的含量为21at%，用500ml、2mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液；将酸浸液ph值调到2，加入3g草酸，得到3.5g草酸稀土；将酸浸渣马弗炉中800℃焙烧5h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在300ml、30at%的稀碱液浸出3h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为20at%；用乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值，得到粒度为d₅₀为88nm的氧化硅。

实施例4.取50g白云鄂博矿经选铁、稀土后得到的原料，铌的含量为：0.92at%，稀土的含量为3.2at%，硅的含量为21at%，用300ml、3mol/L的盐酸在80℃的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液；将酸浸液ph值调到1.5，加入3g草酸，得到3.4g草酸稀土；将酸浸渣在马弗炉中800℃焙烧5h，冷却取出，得到焙烧矿，将焙烧矿在800ml、5at%的稀碱液浸出5h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为12at%；用氯化铵缓慢调节碱浸液的pH值，得到d₅₀为200nm的氧化硅；由于碱液浓度过低，得到碱饼中铌的品位达不到20%。

实施例5.取30g铌精矿，铌的含量为：2.85at%，稀土的含量为3.53at%，硅的含量为45.2at%，用200ml、4mol/L的盐酸在100℃的温度下浸出3h，得到酸浸渣与酸浸液；将酸浸液ph值调到2，加入3g草酸，得到2.0g草酸稀土；将酸浸渣在马弗炉中900℃焙烧3h，冷却取出，得到焙烧矿；将焙烧矿在360ml、12at%的稀碱液浸出5h，得到富铌的碱饼与碱浸液，碱饼中铌的含量为21at%；用乙酸乙酯缓慢调节碱浸液的pH值，得到d₅₀为85nm的氧化硅。