娄伦武，赵宗尧，卓知杰，陈 铭

    (贵州能矿织金磷化工有限公司 贵州贵阳 550001)

    0 前言

    稀土是一种重要的战略资源，被广泛应用于军事、冶金、石油化工、农业、新材料、新能源等领域。自然界中的稀土除了赋存在氟碳铈矿、铈铌钙钛矿、离子吸附型矿、独居石等稀土矿中外，还广泛伴生在其他金属和非金属矿中，其中伴生稀土磷矿是最具代表性的矿种之一，其资源量约占世界稀土总储量的50%，因此，开展伴生稀土磷矿综合利用的研究，对于资源环境的可持续发展、产品附加值的提升等具有十分重要的意义。世界伴生稀土磷矿主要集中在俄罗斯、中国、美国、吉尔吉斯斯坦、埃及、澳大利亚、印度、越南等20多个国家。中国伴生稀土磷矿主要分布在贵州、云南、河北、青海等地，其中贵州织金新华、云南安宁、河北矾山、青海上庄等磷矿都属于典型的伴生稀土磷矿。

    1 硫酸分解磷矿过程中伴生稀土元素的走向

    磷矿的加工分为热法和湿法两大类。在热法磷酸生产过程中，稀土主要进入硅酸盐熔渣中，可以用大量强酸浸取，然后过滤除杂，再通过有机溶剂萃取法等回收稀土，稀土回收率可达60%[1- 3]。但是热法磷酸存在能耗和生产成本高、环境污染严重等缺点，有关热法磷酸生产过程中综合回收稀土的研究并不多，相比较而言，在湿法磷酸生产过程中综合回收稀土更具研究价值。根据用酸种类的不同，湿法磷酸又可以分为盐酸法、硝酸法、硫酸法等，因此从磷矿中提取稀土也可分为盐酸法、硝酸法、硫酸法等，其中硫酸法是目前世界上湿法磷酸生产的主要方法。根据硫酸钙结晶水的不同，硫酸法又可以分为无水、半水、二水以及半水-二水等流程，其中二水法流程由于具有技术成熟、工艺简单、操作稳定等优点，在湿法磷酸生产工艺中居主导地位。

    硫酸分解磷矿的主要化学反应如下：

    Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=3H3PO4+5CaSO4·nH2O+HF↑

    在硫酸分解磷矿的过程中，稀土以磷酸盐的形式进入磷酸和磷石膏中，选择的工艺不同，稀土在磷酸和磷石膏中的分配比例也各异。波兰研究人员发现，稀土进入磷石膏中的比例与硫酸钙的水合率有关，采用二水物流程时，约占总质量70%的稀土进入磷石膏中，其余的进入酸解液中；采用半水物流程时，稀土几乎全部进入磷石膏中[4]。因此，硫酸分解磷矿综合回收稀土的研究主要分为从副产物磷石膏中提取和从酸解液中提取2条路径。

    梅吟等[5]以贵州织金含稀土磷精矿为研究对象，考察了二水法制磷酸过程中硫酸过量系数、液固比、反应温度、反应时间等对稀土浸出率的影响 ......