作者简介：刘倩琛（1989-)，女，硕士。主要从事稀土冶炼分离及稀土功能材料的研究。 氟碳铈矿作为世界上储量排名第一的稀土矿种，在我国主要分布于四川冕宁、内蒙古自治区白云鄂博和山东微山等地，而且储量很丰富。四川冕宁氟碳铈矿是我国第二大稀土资源， 其稀土矿主要以氟碳酸盐的形态存在。经选矿富集后，精矿稀土品位可达50%~70%，同时含8%~9%氟以及0.2%的放射性元素钍[1-3]。氟碳铈矿在工业上应用广泛，它既是生产稀土合金及金属的原料，也是提取铈、镧等轻稀土的原料，还可用于合成橡胶、人造纤维、有机合成等。氟碳铈矿是一种氟碳酸盐矿物
（REFCO 3或RE 2（CO 3）3、REF 3），这种矿物的组成大部分以轻稀土为主，含铕比较高，钍含量很低，氟碳铈矿的分解可以根据产品的需要采用对应的处理方法。
1氟碳铈矿冶炼分离技术
1.1氧化焙烧-盐酸浸出法
1965年美国钼公司芒廷帕斯矿山提出了酸法
分解氟碳铈矿法，1974年美国WR 格雷斯公司进一步提出了氧化焙烧-稀盐酸优溶法[4]，具体工艺简述如下。 （1）精矿焙烧：
将60%的RE 2O 3精矿先干燥，再连续入八段赫氏多膛炉，
在500℃下焙烧时，氟碳铈矿分解为氟氧化物，同时铈被氧化，
其反应式为：REFCO 3→△
REOF +CO 2↑
2CeFCO 3+12
O 2→△Ce 2O 3F 2+2CO 2
继续升高温度大于700℃时，氟氧化物继续反应，产物为氧化物，
其反应式为：2REOF+H 2O →>700℃
RE 2O 3+2HF ↑Ce 2O 3F 2→>700℃
2CeO 2+2HF ↑
经过焙烧，精矿中的稀土含量由60%提高到90%左右。
（2）盐酸优溶：将焙烧产物在浸出槽中加水调
氟碳铈矿冶炼分离研究进展
刘倩琛，陈思竹
(四川省有冶金研究院有限公司，四川成都610081)
摘要：我国拥有丰富的氟碳铈矿资源，
氟碳铈矿的冶炼分离工艺经过50多年的发展，取得了很大的进展。本文介绍了目前氟碳铈矿冶炼分离的工艺，并从绿冶炼、提高稀土产品质量的角度介绍了氟碳铈矿提取稀土的新进展，阐述了氟碳铈矿冶炼分离今后发展的方向。
关键词：氟碳铈矿；分离；提取中图分类号：TF845
文献标志码：A
The Research Progress of Bastnaesite Separation
LIU Qianchen,CHEN Sizhu
(Sichuan Non-Ferrous Metallurgy Research Co.,Ltd.,Chengdu 610081,China)
Abstract:The resource of Bastnaesite in China is abundant.As a result of 50years development,the separation of Bastnaesite has made great progress.This paper introduces the processes of Bastnaesite separation currently,and expounds the new methods in green separation and improving the quality of rare earth products.Finally elaborates the future development trend of Bastnaesite separation.Key words:Bastnaesite;separation;extract
第1期氟碳铈矿冶炼分离研究进展
浆，再加入30%盐酸，利用四价铈难溶而三价稀土易溶的性质进行选择性优先溶解。为了避免酸度过高会造成铈部分溶解，且不影响浸出的速度，格雷斯公司提出工艺条件；酸质量百分浓度为3.5%~5%，固液比=
1:5~1:10（质量比），酸浸时间进行12~18h。
这样得到的三价稀土溶液可进行萃取分离或经浓缩成氯化稀土，而得到的铈富集物为80%~90%的产品用作制玻璃抛光粉等。
该工艺优点是流程较简单、原料使用较少，成本低，铈回收率较高，但是排放物中含少量放射性物质。
1.2NaOH浸出法
氟碳铈矿精矿与NaOH的分解反应式为：REFCO3+2NaOH=RE(OH)3+NaF+Na2CO3
首先将精矿烘干并细磨，要求精矿粒度达到200目以上，然后将细磨精矿加入到50%NaOH(固体NaOH 用量为精矿质量的0.8~0.9倍)溶液中，搅拌并加热。
将精矿与NaOH的混合物置于140℃分解6个小时后，用水洗涤分解产物，直到洗液中的pH为7~8，过滤后，用浓盐酸溶解滤渣至溶液的pH为1.5~2，二次过滤，得到的二次滤渣用于回收稀土和重晶石。滤液用氨水中和后，经过澄清、过滤，得到铁钍渣，滤液为稀土氯化物溶液。最终经浓缩、结晶后，得到混合稀土氯化物。
由于该工艺化学原料使用量大，成本高，工艺冗长，目前已经被焙烧-酸浸工艺取代。
1.3酸碱联合法[5]
将氟碳铈矿精矿除去非稀土碳酸盐后，用过量稀盐酸分解，浸出精矿中的稀土碳酸盐：
RE2(CO3)3·REF3+6HCl=2RECl3+REF3+3H2O+3CO2将产物氟化稀土（REF3）与碱液（200g·L-1NaOH）作用生成稀土氢氧化物：
REF3+3NaOH=RE(OH)3+3NaF
为了使稀土氢氧化物溶解，在其中加入盐酸，使其生成稀土氯化物。此时，稀土氯化物溶液中还含有铁、铅和钍等杂质，加入过氧化氢使铁沉淀，加入硫酸使铅沉淀，同时加入氯化钡除去多余的硫酸，钍的子体在此过程中也被带入沉淀物中，最终溶液经过滤、浓缩、结晶后得到稀土氯化物。
该工艺试剂消耗量少，而且在精矿分解过程中加入的盐酸强化了氢氧化稀土的分解。但使用盐酸时由于温度高，对设备造成了一定腐蚀，对环境带来了一定污染。
1.4氯化铵焙烧法
氯化铵焙烧法由清华大学提出[6]，该法是通过氯化铵一定条件下产生的HCl与稀土矿作用生成氯化稀土后，将稀土氯化物浸出。氟碳铈矿在氧化焙烧的过程中，铈先被氧化为四价，但是四价铈又被HCl还原为三价，该过程中产生的Cl2可与稀土氧化物作用[7]，反应如下[8]：
NH4Cl→△NH3+HCl
2CeO2+2HCl→Ce2O3+Cl2+H2O
2RE2O3+6Cl2→4RECl3+3O2
该工艺在中性条件下即可发生，选择性好，转化率高，条件温和，同时实现了稀土与Al、Fe、Si、Th的分离，降低了分离负荷，提高了分离效率。
2氟碳铈矿提取稀土新进展
2.1氧化焙烧-稀硫酸浸出-二次复盐沉淀工艺
采用氧化焙烧-稀硫酸浸出-二次复盐沉淀工艺[9]分解氟碳铈矿，最终产品氧化铈的纯度可以达到99%，回收率达78%。目前，四川大约70%的稀土冶炼厂通过改工艺对氟碳铈矿进行分离。该工艺优点是成本低，对化学原料要求不高，缺点是冶炼流程较长，物资消耗多，三废排放量相对较大。
2.2氧化焙烧-两次酸浸工艺提取稀土
R.CHI等[10]采用碳酸钠作为分解助剂，将氟碳铈矿精矿与其按照一定比例混合后，在一定的温度条件下进行焙烧分解，在此过程中，氟转化为氟化钠后通过水洗被除去。用稀盐酸对水洗渣进行酸浸，在此过程中三价稀土溶于盐酸与四价铈分离，最终得到了铈富集物和少铈富镧稀土。
马赫曾德尔调制器
然后将铈富集物进一步用一定浓度盐酸浸，同时加入过氧化氢作还原剂，使铈进一步富集，加入草酸沉淀并煅烧后得到高纯氧化铈。
通过该工艺，氟得到有效回收利用，获得的产物
·9·
第1期
spike中氧化稀土的纯度及收率都得到极大提高。2.3氧化焙烧-酸浸-碱熔-二次酸浸工艺提取稀土
冯强[11]采用碳酸氢钠为分解助剂，
将氟碳铈矿与其按照一定比例混合后，在550℃条件下焙烧分解
2h，在此过程中，氟反应后转化为氟化钠，通过水洗除去。然后用稀盐酸对水洗渣进行一次酸浸，在一次酸浸过程中，三价稀土形成氯化稀土进入溶液中，四价铈由于不溶于稀盐酸而留在渣中。公务员保障机制研究
将酸浸渣和NaOH 混合均匀后，进行碱熔，在此过程中，非稀土杂质形成了可溶于酸的物质，最后通过二次酸浸的方式将渣中的非稀土杂质进一步去除。
通过该工艺，不仅使氟得到了回收，而且降低了非稀土杂质的含量，提高了稀土氧化物的品位和收率。3氟碳铈矿冶炼分离的发展方向
（1）进一步开发氟碳铈矿绿冶炼分离工艺，减
少成本，降低能耗，减少环境污染，提高稀土资源利用率。在冶炼过程中，满足以下几点：①提高有价值元素利用率，减少污染物产生；回收钍和氟资源，避免放射污染和废气污染；
不产生氨氮废水；降低能耗和原辅材料消耗。②尽量利用现有的资源，不增加额外投资，降低生产成本。
（2）进一步提高氟碳铈矿冶炼分离工艺的稳定性，将研究可行的实验室工艺应用于工业中。
（3）进一步拓展稀土新材料的应用领域，特别是铈、镧等高丰度稀土元素的应用，充分利用稀土资源优势及特点，促进稀土产业健康发展。
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氟碳铈矿冶炼分离研究进展·10·
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