独居石稀土精矿的氢氧化钠分解工艺技术
2009612153036中国选矿技术网浏览661次收藏我来说两句
独居石稀土精矿中含有磷、钍、铀成分，为了回收这些有价成分及防止放射性元素染产品和环境，在氢氧化钠分解独居石的流程中应包括氢氧化钠分解，磷碱液回收，稀土与杂质分离和钍、铀回收四个部分。图1是工业上所用的工艺流程。
图1氢氧化钠分解独居石稀土精矿的工艺流程一、氢氧化钠分解独居石稀土精矿的化学反应独居石在氢氧化钠的溶液中加热至140～160℃时将发生如下的分解反应：REPO4＋3NaOHRE（OH）3↓＋Na3PO4Th3PO44＋12NaOH3Th（OH）4↓＋4Na3PO4（1）（2）
f独居石中的U3O8在搅拌的作用下与NaOH和空气中的O2发生反应：2U3O8＋O2＋6NaOH3Na2U2O7↓＋3H2O（3）
U3O8实际上是铀的四价和六价复合氧化物UO2UO3，在NaOH溶液中未被O2氧化的四价铀与NaOH作用，生成氢氧化物：UO2＋4NaOHU（OH）4↓＋2Na2O（4）
在NaOH过量很多的情况下U（OH）4以铀酰酸根的形态溶入碱液中：U（OH）4＋OHH3UO4＋H2O
－－
（5）
同时，铁、钛、铝、锆、硅等矿物也被NaOH所分解：Fe2O3＋2NaOH2NaFeO2＋H2OTiO2＋2NaOHNa2TiO3＋H2OAl2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2OSiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2OZrSiO4＋4NaOHNa2ZrO3↓＋Na2SiO3＋H2OZrSiO4＋2NaOHNa2ZrSiO5↓＋2H2O（6）（7）（8）（9）1011
铁、钛、铝矿物及石英的分解产物均溶于碱溶液中，与难溶性氢氧化物存在的稀土和钍及重铀酸钠分离。二、影响精矿分解的因素氢氧化钠分解独居石的反应属于固－液多相反应。分解反应首先在矿物的表面上进行，生成固体的氢氧化物膜。由于此固体膜致密，独居石的分解反应速度将受NaON在固相膜中的扩散速度际制，其分解率与温度、时间、NaON浓度、精矿的粒度等工艺因素的关系可以用生成致密固体产物的动力学方程式表示：1－23x－（1－x）23（2MDcαρr0）t
2
（12）
式中x－经过t时间后，稀土矿物的反应分数（表示稀土矿物的分解率）；
fM－独居石矿物的分子量；ρ－独居石矿物的密度；c－NaOH溶液的浓度；r0－精矿颗粒原始半径；α－化学计算因子；D－反应物在溶液中的扩散系数。根据上的反应速度方程，可以对独居石稀土精矿分解的影响因素进行如下分析。（一）精矿粒度的影响在式（12）中分解率（x）与精矿粒度（ro）的平方成反比。可见，精矿的粒度是影响分解率的一处重要因素，因为粒度越大精矿与NaOH接触的表面积越小，反应的速度越慢。实际上对于生成物在精矿表面上形成的致密膜而言，由于致密膜阻碍着NaOH向精矿的深部扩散，此条件下，精r