本發(fā)明屬于鉭鈮礦物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法。

背景技術(shù)：

鉭、鈮屬于稀有貴重金屬。鉭具有硬度大、介電常數(shù)大、電阻率高、耐腐蝕等優(yōu)良特性，主要用于生產(chǎn)電容器(占鉭總消費(fèi)量的60％以上)。鈮則是最優(yōu)秀的鋼微合金元素，被用作鋼合金添加劑的鈮占到鈮總消費(fèi)量的90％以上。近年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和高附加值鋼鐵產(chǎn)品需求的持續(xù)增長，促使我國鉭鈮工業(yè)急速發(fā)展，從而為鉭鈮濕法冶金的發(fā)展創(chuàng)造了良好的契機(jī)。

目前，國內(nèi)外鉭鈮企業(yè)均采用高濃氫氟酸(60-70％)或者高濃氫氟酸-濃硫酸混合酸在90-110℃來分解鉭鈮礦石。在這種極端條件下，除稀土、堿土元素生成難溶性氟化物或硫酸鹽殘留在渣中外，鉭、鈮及雜質(zhì)鐵、鎢、錳、鈦、硅等均以氟絡(luò)合物形式進(jìn)入溶液。每噸鉭鈮礦石約消耗氫氟酸4噸，若分解較低品位鉭鈮礦石耗酸量則達(dá)到6-8噸。分解后的殘余氫氟酸進(jìn)入廢液中，廢液經(jīng)生石灰中和處理后產(chǎn)生10-15噸含氟石殘?jiān)Ｓ捎跉浞嵋讚]發(fā)，酸解過程中，約10％氫氟酸以含氟廢氣的形式揮發(fā)，大量的含氟廢渣和廢氣的產(chǎn)生對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

近年來，針對(duì)氫氟酸工藝所造成的嚴(yán)重環(huán)境污染，德國拜耳集團(tuán)子公司通過改進(jìn)鉭鈮濕法冶金工藝的內(nèi)部氫氟酸介質(zhì)循環(huán)途徑，并嚴(yán)格控制介質(zhì)用量，來減少HF等化學(xué)原材料的消耗,并且采用真空蒸發(fā)回收廢液料中游離HF，同時(shí)將生產(chǎn)末端所產(chǎn)生的含氟廢渣用來生產(chǎn)硫酸鈣、氟化鈣或作為其它化學(xué)原材料，以減少原料投入和渣的產(chǎn)生。我國株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司采用先冷凝后淋洗的方法回收HF，回收率約達(dá)70％。韓建設(shè)等提出了石墨冷凝吸收HF工藝，HF回收率可達(dá)50％-80％，回收效果較好。但是以上方法都屬于HF末端治理，代價(jià)較大，效果不徹底，不能從根本上解決氟污染難題。

另外，近年來隨著鉭鈮產(chǎn)品需求量的不斷增加，高品位的鉭鈮硬巖礦已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。雖然我國已探明的鉭鈮資源較為豐富，儲(chǔ)量居世界前列，但大部分鉭鈮礦品位很低，常伴生其它礦物，且嵌布粒度細(xì)，屬于復(fù)雜的難處理礦物?，F(xiàn)有氫氟酸傳統(tǒng)工藝對(duì)難處理鉭鈮資源的分解率不足85％，資源利用率低，造成非常嚴(yán)重的鉭鈮資源浪費(fèi)。

如上所述，現(xiàn)行的氫氟酸工藝環(huán)境污染嚴(yán)重且資源利用率低，這些問題已嚴(yán)重制約了我國鉭鈮冶金工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。研究開發(fā)鉭鈮資源可持續(xù)發(fā)展的綠色冶金新技術(shù)，減輕環(huán)境污染，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)鉭、鈮的清潔高效提取已成為迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，旨在解決背景技術(shù)提出的問題。

一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，該硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，包括以下步驟：

步驟一、將鉭鈮精礦磨碎至0.038mm～0.106mm，然后置于質(zhì)量濃度為15％～30％鹽酸中，在常溫下加壓浸出0.5h～3h，酸浸后得到的礦漿經(jīng)過過濾和洗滌后，得到濾渣；

步驟二、將步驟一中的濾渣加入濃硫酸與硫酸鹽的混合料中，按質(zhì)量比濾渣：濃硫酸：硫酸鹽＝1:0.6～2:0.6～1.2進(jìn)行配料；

步驟三、將步驟二中混合料在壓強(qiáng)為0.2～1.2MPa，溫度為100℃～350℃的條件下加壓浸出1h～3h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾后，得到含有鉭和鈮的濾液。

進(jìn)一步，所述步驟二中的硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀和硫酸氫銨中的一種或幾種。

本發(fā)明加壓浸出礦漿經(jīng)過過濾直接積極效果有從源頭上削除了氟污染，提高了低品位復(fù)雜鉭鈮礦的直接回收率，洗后，鉭的加壓浸出率達(dá)到90％以上、鈮的加壓浸出率達(dá)到95％以上；

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鉭鈮礦的高效加壓浸出，尤其是低品位難分解鉭鈮礦，極大地提高了鉭鈮資源利用率，工藝流程簡(jiǎn)單；

本發(fā)明解決了現(xiàn)行的氫氟酸工藝環(huán)境污染嚴(yán)重且資源利用率低，嚴(yán)重制約了我國鉭鈮冶金工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的問題。提供了一種開發(fā)鉭鈮資源可持續(xù)發(fā)展的綠色冶金新技術(shù)，減輕了環(huán)境污染，提高資源利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

本發(fā)明一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，

如圖1所示：一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，該硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，包括以下步驟：

S101：將鉭鈮精礦磨碎至0.038mm～0.106mm，然后置于質(zhì)量濃度為15％～30％鹽酸中，在常溫下加壓浸出0.5h～3h，酸浸后得到的礦漿經(jīng)過過濾和洗滌后，得到濾渣；

S102：將S101中的濾渣加入濃硫酸與硫酸鹽的混合料中，按質(zhì)量比濾渣：濃硫酸：硫酸鹽＝1:0.6～2:0.6～1.2進(jìn)行配料；

S103：將S102中混合料在壓強(qiáng)為0.2～1.2MPa，溫度為100℃～350℃的條件下加壓浸出1h～3h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾和洗滌后，得到含有鉭和鈮的濾液。

所述步驟二中的硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀和硫酸氫銨中的一種或幾種。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

將100g某鉭鈮原礦加入到200g25％鹽酸中,在常溫下加壓浸出1h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入40g濃硫酸(含量98％)和24g硫酸鈉進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1MPa,溫度為200℃，反應(yīng)時(shí)間為1.5h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.21％和95.32％。

實(shí)施例2

將100g某鉭鈮原礦加入到200g35％鹽酸中,在常溫下加壓浸出0.5h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入30g濃硫酸(含量98％)和20g硫酸鈉進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1MPa,溫度為220℃，反應(yīng)時(shí)間為1.8h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.81％和95.68％。

實(shí)施例3

將100g某鉭鈮原礦加入到200g20％鹽酸中,在常溫下加壓浸出0.7h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入20g濃硫酸(含量98％)和24g硫酸鈉進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1.2MPa,溫度為260℃，反應(yīng)時(shí)間為3h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.87％和95.99％。

實(shí)施例4

將100g某鉭鈮原礦加入到300g15％鹽酸中,在常溫下加壓浸出1h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入40g濃硫酸(含量98％)和24g硫酸氨進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1MPa,溫度為200℃，反應(yīng)時(shí)間為2.5h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.65％和95.76％。

實(shí)施例5

將100g某鉭鈮原礦加入到300g18％鹽酸中,在常溫下加壓浸出1h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入26g濃硫酸(含量98％)和24g硫酸鉀進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1MPa,溫度為240℃，反應(yīng)時(shí)間為2.4h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.77％和95.78％。

實(shí)施例6

將100g某鉭鈮原礦加入到200g22％鹽酸中,在常溫下加壓浸出1.2h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾洗滌得到濾渣。將20g濾渣放入30g濃硫酸(含量98％)和24g硫酸氨進(jìn)行配料混勻,放入高壓釜進(jìn)行加壓浸出，壓強(qiáng)為1.2MPa,溫度為260℃，反應(yīng)時(shí)間為2.8h。加壓酸浸后的礦漿經(jīng)過過濾后得到含有鉭、鈮的溶液。經(jīng)分析，鉭、鈮的加壓浸出率分別達(dá)到90.88％和95.97％。

本發(fā)明加壓浸出礦漿經(jīng)過過濾、酸洗后，鉭的加壓浸出率達(dá)到90％以上、鈮的加壓浸出率達(dá)到95％以上；

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鉭鈮礦的高效加壓浸出，尤其是低品位難分解鉭鈮礦，極大地提高了鉭鈮資源利用率，并且從源頭上消除了氟污染，工藝流程簡(jiǎn)單。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。



技術(shù)特征：

1.一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，其特征在于，該硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，包括以下步驟：

步驟一、將鉭鈮精礦磨碎至0.038mm～0.106mm，然后置于質(zhì)量濃度為15％～30％鹽酸中，在常溫下加壓浸出0.5h～3h，酸浸后得到的礦漿經(jīng)過過濾和洗滌后，得到濾渣；

步驟二、將步驟一中的濾渣加入濃硫酸與硫酸鹽的混合料中，按質(zhì)量比濾渣：濃硫酸：硫酸鹽＝1:0.6～2:0.6～1.2進(jìn)行配料；

步驟三、將步驟二中混合料在壓強(qiáng)為0.2MPa～1.2MPa，溫度為100℃～350℃的條件下加壓浸出1h～3h，加壓浸出后的礦漿經(jīng)過過濾后，得到含有鉭和鈮的濾液。

2.如權(quán)利要求1所述的硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，其特征在于，所述步驟二中的硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀和硫酸氫銨中的一種或幾種。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種硫酸體系鉭鈮礦加壓分解方法，首先采用質(zhì)量濃度為15～30％鹽酸作為加壓浸出劑在常溫常壓條件下將含鉭鈮礦物與其它分解礦物分離，加壓浸出時(shí)間為0.5～3小時(shí)，經(jīng)過過濾后，濾渣采用濃硫酸及硫酸鹽混合物在加壓條件下加壓浸出，濾渣：濃硫酸：硫酸鹽的質(zhì)量比為1:0.6～2:0.6～1.2，加壓浸出溫度為100～350℃，加壓浸出時(shí)間為1～3h，壓強(qiáng)為0.2～1.2MPa，加壓浸出礦漿經(jīng)過過濾、酸洗后，鉭的加壓浸出率達(dá)到90％以上、鈮的加壓浸出率達(dá)到95％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：楊秀麗

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西理工大學(xué)

文檔號(hào)碼：201610681286

技術(shù)研發(fā)日：2016.08.17

技術(shù)公布日：2016.12.14