包头稀土尾矿中含有丰富的钪资源,是理想的提钪原料,具有十分可观的经济价值。本文以包头稀土尾矿为研究对象,采用化学分析、XRD和SEM等手段对包头稀土尾矿进行了综合分析。研究表明,稀土尾矿中主要矿物是:石英、磁铁矿、钠闪石和钠辉石。钪的含量少且分散,没有明显的含钪物相,钪主要是以类质同象赋存于钠闪石、钠辉石中。因此,从包头稀土尾矿中提钪具有难度。首先,对稀土尾矿进行磁选预分离,结果表明:在243mT和50mT两个不同的磁场强度下,有磁性和无磁性的两部分中钪含量相差不大,因此两部分都有提钪的必要。结合矿物物理化学性质,主要采用了三种方法提取稀土尾矿中的钪,研究了不同的实验条件对钪浸出率的影响。对碱焙烧-浸出分离钪工艺进行研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、碱矿比等因素对钪浸出率的影响。获得较优的实验条件:焙烧温度500℃,焙烧时间2.5 h,碱矿比1.5:1,浸出固液比1:3,盐酸浓度为4 mol/L,浸出时间4 h。此时,钪的浸出率达83.4%。加碱焙烧后,尾矿中的硅酸盐结构被打开,转变为亚铁酸钠NaFeO2以及另外的硅酸盐,有利于后续钪的浸出。对氯盐焙烧-浸出分离钪的工艺进行研究,考察了氯化钙用量、焙烧时间、焙烧温度等参数对钪浸出率的影响。获得较优的实验条件:氯化钙用量60%,焙烧时间2h,焙烧温度850℃,盐酸浓度4mol/L,浸出固液比为1:3,浸出时间4h,此时,钪的浸出率达86.1%。氯盐氯化后的矿物转变为含钙的硅酸盐,且钪元素含量升高,得到明显的富集,为后续提钪奠定了基础。对还原氯化-浸出分离钪工艺进行研究,焙烧工艺考察了氯化温度、配碳比、氯化时间、氯气流量对钪浸出率的影响。获得较优的焙烧条件:氯化温度800℃、配碳比25%、氯化时间2h、氯气流量60ml/min。通过正交实验方案优化浸出条件:HCl浓度2mol/L、固液比1:2、温度60℃、浸出时间4h,较优焙烧-浸出条件下,此时,钪的浸出率达89.1%。氯化后的尾矿转变为氯化钠或者其他氯化物,钪含量有明显的富集,浸出残渣主要是二氧化硅、钠辉石以及其他的硅酸盐。由上可知,三种工艺方案均具有可行性,其中,还原氯化的方法效果最好,为后续分离钪奠定基础,并为包头稀土尾矿的合理利用提供可选方案。