一种两步法的磷-硫湿法磷酸生产工艺，能够实现稀土元素的同时浸出，并副产高白度的半水石膏晶须

《Scientific Reports》：A two-step phosphorus–sulfur wet-process phosphoric acid route enabling simultaneous rare earth leaching and co-production of high-whiteness hemihydrate gypsum whiskers

　　

摘要

传统的湿法磷酸生产工艺导致大部分伴生的稀土元素（REEs）残留在磷石膏中，使得这些元素的回收变得不经济。为了解决这一问题，本研究提出了一种新型的两步湿法磷酸-硫处理工艺。第一步中，磷酸浓缩物与磷酸反应，同时溶解磷酸和稀土元素；第二步中加入硫酸，实现选择性钙沉淀，从而回收磷酸并生产高白度的半水石膏须。通过表征分析和分子动力学模拟研究了稀土元素的迁移机制。实验结果表明，磷酸和稀土元素的浸出率分别达到了97.68%和90.25%。在此过程中，氟磷灰石晶体结构发生分解，释放出其中嵌入的稀土元素；脱钙阶段后，磷酸的回收率达98.57%，石膏的白度达到98.4%，但也有30.72%的稀土元素因共沉淀而损失。该工艺的总体磷酸利用率和稀土元素总回收率分别为96.28%和62.53%。基于简化水体系的模拟结果显示，半水石膏的所有晶面均能吸附Y3?离子，这表明在某些条件下表面吸附可能促进稀土元素的流失。