包头混合型稀土矿是世界上储量最大的稀土矿床,由氟碳铈矿和独居石组成,矿物结构和成分复杂,被世界公认为难冶炼矿种。目前主流工艺为浓硫酸强化焙烧分解、水浸、中和除杂、碳铵沉淀-盐酸溶解或P507和P204萃取转型与分离工艺。在硫酸稀土浸出液除杂、萃取分离转型等过程中使用大量氧化镁粉调节体系酸度,不仅产生大量的含钙硫酸镁废水,饱和硫酸钙易结垢堵塞管路和萃取设备等,而且带入铝、铁等杂质被萃取富集,影响稀土萃取能力和产品质量,废水难以循环利用。为了解决上述问题,本课题组自主开发成功了基于碳酸氢镁水溶液浸矿和皂化萃取分离的新一代包头混合型稀土矿绿色冶炼分离工艺[1-5]。新技术采用碳酸氢镁溶液浸出硫酸焙烧矿,可以在浸出稀土的同时消耗余酸并中和除杂,使铁、磷、钍等杂质离子形成沉淀进入废渣;采用低钙高纯碳酸氢镁溶液皂化P204/P507替代氧化镁调节萃取分组、分离过程平衡酸度,进一步简化工序,降低杂质含量,提高稀土回收率;通过中和沉淀转型和碳化提纯两个关键步骤,将废水中的Mg²⁺转化为碳酸氢镁溶液,实现钙镁离子的分离和碳酸氢镁溶液的高效循环制备。目前该工艺已经在甘肃稀土新材料股份有限公司改建了年处理包头稀土混合型精矿30000吨的新一代绿色冶炼分离生产线,解决了困扰行业多年的硫酸镁废水处理和硫酸钙结垢难题,实现包头稀土矿绿色环保、高效清洁生产。