一种稀土精矿的加工方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理稀土精矿的方法和系统，该方法和系统允许在回收过程中涉及的矿物和资源方面提高效率。该方法包括：a)接收和调节该原料，获得感兴趣的材料，将该感兴趣的材料与第一再循环流混合以产生第一感兴趣的材料流；b)对感兴趣的材料流进行分类，将进入的材料与第二再循环流混合并分类成细料线和粗料线；c)提取镧系元素，使该细料线与离子交换促进剂溶液和第三再循环流接触，获得负载材料流；d)沉淀杂质，负载材料流与第四再循环流和碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触以通过沉淀除去杂质；e)稀土浓缩物的沉淀，其中进入的材料与碳酸氢铵或无水氨、氢氧化铵或氢氧化钠的溶液接触；和f)干燥该稀土浓缩物。浓缩物。浓缩物。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土精矿的加工方法和系统
专利

[0001]本专利技术涉及从镧系元素组中提取和处理矿物。特别地，本专利技术涉及一种用于从镧系元素组中提取、纯化和生产矿物的改进方法，其目的是确保废物的化学稳定性，避免液体废物的处理，并且在矿物回收、水的使用和该方法中所用资源的使用方面提高效率，从而实现更环境友好的方法。

技术介绍

[0002]包括来自镧系元素组的元素的所谓稀土构成了电动车、清洁能源和永磁体领域的战略元素，并且它们的不同元素可以用于各种应用，如车辆、风力发电机或电子设备的催化剂。然而，提取这些元素相对复杂；事实上，名称“稀”土是因为发现它们是纯的形式，这是非常罕见。特别地，实际上，这些元素通常与其他材料混合，这意味着难以单独提取它们。由于这个原因，这些矿物的提取和加工需要使用不同的化学产品，其可以成为污染源，产生酸或甚至放射性物质。
[0003]为了解决这些缺点，申请人以前开发了用于处理镧系元素组矿物和用于生产稀土氧化物的系统和方法，其在以WO2018/162951A1号公开的国际专利申请PCT/IB2017/051339中实施。与迄今为止已知的通过在“开放”环境中使用化学产品进行处理的技术相比，该系统和方法试图提供对该过程中涉及的不同材料和离子交换剂的封闭和连续处理，在靠近矿井的区域中存在潜在的环境风险。因此，使用不同材料和离子交换剂的封闭和连续处理使得可以相对于迄今为止已知的技术提高提取效率，还允许避免环境风险。
[0004]然而，尽管原始专利致力于环境上有效，但是专利技术人在实践中发现原始开发的系统和方法不允许高效率矿物回收。除了其他操作因素，原始系统基于在浸出步骤中使用与脱水设备结合使用的反应器；然而，发现由于存在于所关注溶液中的粘土的粒度，使用反应器需要能量密集型发动机(参见图1)，这表现出这些设备单元的机械元件的高磨损。此外，脱水设备显示出关于细材料的操作问题，这使得其中存在的粘土的固液分离非常困难。同样，尽管原始系统设想了其中洗涤贫化矿物并回收具有稀土含量的液体的脱水和洗涤步骤，但本文中描述的用于工艺溶液和水的使用的处理在这些资源的使用效率方面显示出缺陷。
[0005]由于文献WO2018/162951A1中描述的方法在闭合回路中操作，因此尤其发生溶解盐(主要是硫酸盐、钙、镁、锰、钠)浓度的增加，其中总溶解固体(TDS)的浓度达到高于3％或甚至4％的值，与海水相当。在所述文献中提出的直接使用反渗透则变得不可行，并导致待处理的贫化材料不具有化学稳定性；因此，需要复杂的净化系统来回收水，这使得闭合回路可行并确保化学稳定性，这是提出该新专利技术的主要原因。
[0006]因此，已经确认，原始系统的上述缺点使得稀土的处理在当前条件下在技术上和经济上不可行。
[0007]鉴于上述问题，可以看出，需要提供一种用于从镧系元素组提取、纯化和生产矿物的系统，该系统使得可以确保贫化材料的化学稳定性并提高矿物回收、水再循环和使用该
过程中使用的资源的效率。

技术实现思路

[0008]为了解决所提出的问题，公开了一种用于处理来自镧系元素组的矿物的系统和方法，其使得可以在矿物回收、水回收和使用工艺中涉及的资源方面提高效率。
[0009]特别地，本专利技术的方法基于进行以下步骤：
[0010]a)接收和调节该原料，其中获得感兴趣的材料，该感兴趣的材料与第一再循环流混合以产生第一感兴趣的材料流；
[0011]b)对该感兴趣的材料流进行分类，其中该进入的材料与第二再循环流混合并被分类成细料线和粗料线；
[0012]c)提取镧系元素，其中来自细料线的材料与第三再循环流和离子交换促进剂溶液流接触，从而获得负载材料流；
[0013]d)使杂质沉淀，其中使负载材料流与第四再循环流以及与碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触以便通过沉淀去除杂质；
[0014]e)稀土浓缩物的沉淀，其中进料流与碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触；以及
[0015]f)干燥该稀土浓缩物；
[0016]其中该方法包括使用废液处理装置，该废液处理装置在材料的分离、分类和洗涤的不同步骤中接收来自贫化材料和废弃溶液的洗涤步骤的溶液，并产生第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流；以及
[0017]其中该第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流包括被分类成两种类型的不同溶液：包括具有可忽略浓度的铵和硫酸盐的溶液的用于洗涤废料的清洁水流，和包括高浓度的硫酸铵的再循环溶液流。
[0018]因此，本专利技术的方法设想使用废液处理装置，其允许从工艺的不同部分回收的溶液重新用于废液洗涤、试剂的制备，或它们通过不同的再循环流再循环。更具体地，进料到处理装置中的不同溶液来自固/液分离，感兴趣的材料流的分类步骤中的材料洗涤、镧系元素的提取和镧系元素浓缩物的沉淀的过程。因此，该配置使得可以确保贫化材料的化学稳定性，以及工艺用水和试剂的回收，从而改进从材料中提取产物并减少加工厂中水的必要供应，试剂的使用并避免液体工业废物释放到环境中。
[0019]因此，所描述的方法使得可以使产生稀土浓缩物的方法更有效，同时有利于粘土的洗涤，从而允许通过在方法的不同步骤中使用溶液再循环方法来回收相关含量的土，并确保贫化材料的化学稳定性。此外，为了使处理粘土和通常贫化材料的方法更有效，本专利技术通过在材料处理的不同步骤中在浸提步骤中使用增稠剂并结合过滤装置，避免了使用与脱水器结合的反应器。
[0020]另一方面，本专利技术还包括一种用于执行上述方法的步骤的系统，该系统包括：
[0021]‑
原材料接收和调节装置，其中获得感兴趣的材料，该感兴趣的材料与第一再循环流混合以产生感兴趣的第一材料流；
[0022]‑
感兴趣的材料流分类装置，其中该进入的材料与第二再循环流混合并被分类成细料线和粗料线；
[0023]‑
镧系元素提取装置，其中来自粗料线的材料与离子交换促进剂溶液流和第三再循环流接触，从而获得负载材料流；
[0024]‑
杂质沉淀装置，其中使负载材料流与第四再循环流以及与碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触以便通过沉淀去除杂质；
[0025]‑
稀土浓缩物沉淀装置，其中使进料流与碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触；
[0026]‑
稀土浓缩物干燥装置；以及
[0027]‑
废液处理装置，其在材料的分离、分类和洗涤的不同步骤中接收来自贫化材料和废弃溶液的洗涤步骤的溶液，并产生第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流；
[0028]其中该第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流包括被分类成两种类型的不同溶液：包括具有可忽略浓度的铵和硫酸盐的溶液的用于洗涤废料的清洁水流，和包括高浓度的硫酸铵的再循环溶液流。
附图说明
[0029]图1示出了描述文献WO2018/162951A1的系统中的反应器区域的发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理来自镧系元素组的矿物的方法，允许在回收矿物和涉及所述方法的资源方面提高效率，其中所述方法包括以下步骤：a)接收和调节所述原料(110)，其中获得感兴趣的材料，所述感兴趣的材料与第一再循环流混合以产生第一感兴趣的材料流；b)对所述感兴趣的材料流进行(120)分类，其中所述进入的材料与第二再循环流混合并被分类成细料线和粗料线；c)提取镧系元素(130)，其中使所述细料线与离子交换促进剂溶液和第三再循环流接触，获得负载材料流；d)使杂质(140)沉淀，其中使所述负载材料流与第四再循环流以及与碳酸氢铵、氢氧化铵、无水氨或氢氧化钠的溶液接触以便通过沉淀去除杂质；e)稀土浓缩物的沉淀(150)，其中所述引入的材料与碳酸氢铵或无水氨、氢氧化铵或氢氧化钠的溶液接触；以及f)干燥所述稀土浓缩物(160)；其中所述方法包括使用废液处理装置(170)，所述废液处理装置(170)在材料的分离、分类和洗涤的不同步骤中接收来自贫化材料和废弃溶液的洗涤步骤的溶液，并产生第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流；其中所述第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流包括被分类成两种类型的不同溶液：包括具有可忽略浓度的铵和硫酸盐的溶液的用于洗涤废料的清洁水流，和包括高浓度的硫酸铵的再循环溶液流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一再循环流、第二再循环流、第三再循环流和第四再循环流包括被分类成两种类型的不同溶液：包括具有可忽略浓度的铵和硫酸盐的溶液的用于洗涤废料的清洁水流，和包括高浓度的硫酸铵的再循环溶液流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述原料的接收和调节步骤(110)中，所述第一再循环流(201)包括清洁水流，其中所述原料进入连接到滚筒筛的洗涤筒，其中所述粗颗粒被分离以转移到废物槽，并且与所述第一再循环流(201)混合的剩余颗粒产生所述第一目标材料流(301)。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述感兴趣的材料流分类步骤(120)中，根据阈值直径分离所述第一感兴趣的材料流(301)，产生细料线和粗料线，其中所述粗料线的颗粒在被送至废物槽之前被分离和洗涤，并且所述细料线与所述第二再循环流(202)混合以获得所述第二感兴趣的材料流(302)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二再循环流(202)包括两种流，即用于从所述粗料线清洗所述颗粒的清洁水流和与所述细料线混合的再循环溶液流。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在镧系元素提取步骤(130)中，在增稠器中处理第二感兴趣材料流(302)，其中使其与包括硫酸铵的离子交换溶液、控制所述pH的稀硫酸溶液、改善所述增稠过程的絮凝剂溶液接触，并与对应于再循环溶液流的第三再循环流(203)接触。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述外部固/液比在1：1、1：2和1：3之间的范围内，停留时间在1和4小时之间，并且所述pH控制在2和4之间。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述镧系元素提取步骤(130)获得具有
废料的纸浆流(304)，将所述纸浆流送至固/液分离步骤(135)，其中回收所述纸浆中所含的剩余镧系元素，其中获得废料固体(400)和含镧系元素的溶液，并且其中所述废料固体(400)在被送至所述废物槽之前经历使用清洁水流的洗涤步骤。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述杂质沉淀步骤(140)中，在一个或多个搅拌反应器中处理所述负载镧系元素的材料流，其中将所述溶液的所述pH调节在4.5和6之间的范围内，并且停留时间在20和60分钟之间，这允许通过沉淀除去杂质。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使获得的具有所述沉淀的杂质的材料经受过滤过程(145)，其中获得废弃固体(400)，所述废弃固体在被送至所述废物槽之前用清洁水流洗涤，并且从洗涤所述废料获得的溶液在所述过程中再循环。11.根据权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡多，
申请(专利权)人：稀土一号股份有限公司，
类型：发明
国别省市：