包头混合型稀土精矿属于氟碳铈矿和独居石混合型矿物，储量丰富、产量大，但由于其成分复杂且含有难分解的独居石，因此处理困难。目前工业上应用的分解方法不同程度的存在污染环境矿物中的资源没有有效利用的问题。因此合理开发包头混合型稀土精矿，特别是综合回收包头混合稀土精矿中的有价元素，对我国的经济建设具有很重要的意义。为实现上述目标，本论文以CaO-NaCl-CaCl2分解包头混合稀土精矿的产物为研究对象，对包头混合稀土精矿中有价成分稀土、氟、磷的回收工艺和反应机理进行了研究，研究内容主要分为如下三个部分。　　第一部分从包头混合稀土精矿焙烧产物中回收磷的研究;　　此部分研究了HCl-H3cit溶液酸洗包头混合稀土精矿的焙烧产物脱磷及碱化回收磷的工艺条件及酸洗脱磷过程动力学。通过二次正交回归实验建立了各因素与磷溶出率关系的二次正交回归方程，得出了从包头混合稀土精矿中脱磷的优化条件为:盐酸浓度0.5mol·L-1，柠檬酸浓度0.05mol·L-1，温度30℃，液固比10:1，时间25min，搅拌速度200 r·min-1。此时磷的溶出率达到99％。酸洗液用碱化的方法以羟基磷酸钙的形式回收磷，其工艺条件为:调解溶液pH=9，温度20℃，沉淀时间20min。此条件下酸洗液中磷的回收率达到99.51％，而稀土的损失率仅为0.98％。　　酸洗脱磷过程动力学的研究结果表明:酸洗脱磷过程符合1-(1-α)1/3=Kt的动力学方程。反应速度随温度升高由化学反应速度控制(20～40℃)变为扩散和化学反应速度混合控制(40～50℃)直至扩散速度控制(50～60℃)。酸洗过程上述三段控制步骤的表观活化能分别为E1=42.35kJ·mol-1、E2=21.31kJ·mol-1、E3=1.18kJ·mol-1。　　第二部分从酸洗矿中回收稀土和氟的研究;　　此部分研究了HCl-AlCl3从酸洗矿中浸出稀土氧化物和氟化钙及回收稀土和氟的工艺条件，同时研究了浸出过程的动力学。通过二次正交回归试验分别建立了浸出条件与稀土氧化物和氟化钙浸出率的二次正交回归方程，获得了最优的浸出条件为:盐酸浓度3mol·L-1、AlCl3浓度0.25mol·L-1、温度60℃、液固比10:1、时间60min、搅拌速度200r·min-1，此条件下酸洗矿中RE2O3的浸出率为70.8％，CaF2的浸出率为55.8％。依上述条件经五级逆流浸出后酸洗矿中RE2O3的浸出率为99.62％，CaF2的浸出率达到98.56％。采用P204萃取回收浸出液中稀土，回收率达到98.6％。萃余液加NaOH回收氟铝酸钠，氟的回收率达到93.8％。　　浸出过程动力学研究表明:浸出过程符合1-2/3α-(1-α)2/3=Kt的动力学方程，反应速度始终受扩散和化学反应速度混合控制。酸洗矿中稀土氧化物浸出和氟化钙浸出过程的表观活化能分别为ERE2o3=33.64kJ·mol-1，EcaF2=23.68kJ·mol-1。　　第三部分包头矿各主要成分全流程的走向研究。　　对CaO-NaCl-CaCl2焙烧包头混合型稀土精矿产物的处理工序进行了全流程实验验证，结果表明:包头矿焙烧产物经酸洗、碱化、浸出等工序后，稀土直接回收率为98.28％，氟的直接回收率为72.31％，磷的直接回收率为96.36％，钙的直接回收率为63.17％。全流程中稀土主要损失方向为:稀土萃取余液中0.7％、浸出渣中0.36％、回收的氟铝酸钠中0.16％、回收氟铝酸钠余液中0.29％、其余0.21％为操作过程损失;氟的主要损失方向为:碱化渣中20.77％、浸出渣中1.36％、回收氟铝酸钠的余液中4.82％、其余0.74％为操作过程损失;焙烧矿中磷的主要损失方向为:浸出渣中2.69％、碱化回收磷的滤液中0.13％、其余0.82％为操作过程损失;焙烧矿中钙的主要损失方向为:回收的稀土氧化物中1.39％，回收的氟铝酸钠中0.4％，回收稀土的萃余液中7.63％，回收氟铝酸钠的余液中26.86％，其余0.55％为操作过程损失。　　综上所述，论文所构思的新工艺既可以满足工业生产，又符合资源综合利用和环境保护的要求。