[發明專利]一種稀土精礦多級焙燒方法及其設備

有效

• 申請號: 201110006631.0
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN102031363A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 趙銘;胡政波;劉新業;龐宏
• 申請（專利權）人: 中冶東方工程技術有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B59/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴;雒純丹

技術領域

本發明屬于稀土濕法生產工藝技術領域，具體的，涉及一種稀土精礦多級焙燒方法及其設備，尤其是一種以稀土氟碳酸鹽(REFCO₃)、稀土磷酸鹽(REPO₄)、螢石(CaF₂)為主的混合稀土精礦濃硫酸焙燒方法及其設備。

背景技術

本技術涉及稀土精礦成分主要以稀土氟碳酸鹽、稀土磷酸鹽、螢石為主的混合稀土精礦。我國稀土精礦資源豐富，占世界儲藏量近50％。

該類混合稀土精礦的礦物分解方法主要是濃硫酸焙燒方法，在該方法中，主要發生的反應為：

a.2REFCO₃+3H₂SO₄→RE₂(SO₄)₃+3H₂O↑+2CO₂↑+2HF↑

b.CaF₂+H₂SO₄→CaSO₄+2HF↑

c.2REPO₄+3H₂SO₄→2RE₂(SO₄)₃+2H₃PO₄

d.H₂SO₄→H₂O↑+SO₂↑+O₂↑

e.2H₃PO₄→H₂O↑+H₄P₂O₇

f.3H₄P₂O₇+2RE₂(SO₄)₃→RE₄(P₂O₇)₃+6H₂SO₄

g.H₄P₂O₇+Th(SO₄)₂→ThP₂O₇+2H₂SO₄

i.H₄P₂O₇+2CaSO₄→Ca₂P₂O₇+2H₂SO₄

現有的混合稀土精礦濃硫酸焙燒方法，是在一條內徑1.5米至2.2米，長度在25米至35米的單級回轉焙燒窯中進行焙燒。在保證窯尾溫度達到200℃以上時。窯頭通過燃煤、燃燒重油、燃燒煤氣使窯頭溫度達到800℃以上，即所謂“混合稀土精礦濃硫酸高溫焙燒工藝”。

現有方法由于窯頭溫度高達800℃以上，因此在窯頭高溫區域反應e大量發生，使磷的主要存在方式以焦磷酸為主，由于焦磷酸的生成極易生成焦磷酸釷、焦磷酸稀土和其它焦磷酸鹽。焦磷酸釷不溶于酸、堿，而且強酸、強堿亦難以分解，因此焦磷酸釷只能并入水浸渣，使水浸渣成為放射性廢渣。為避免焦磷酸稀土的生成導致稀土收得率降低，現有的混合稀土精礦濃硫酸焙燒方法通過焙燒時加入鐵精礦或在焙燒礦浸出時補加三價鐵鹽，使焦磷酸優先生成焦磷酸鐵，減少焦磷酸稀土的生成。但此類方法的缺點一是磷的存在形式以焦磷酸鹽為主，焦磷酸鹽不僅不能回收磷、釷等資源，而且焦磷酸鹽(含焦磷酸釷)并入水浸渣，使水浸渣成為放射性廢渣。二是現有方法產生的焙燒尾氣中，焙燒前期反應生成的HF，揮發的水分和焙燒后期(窯頭附近)揮發的硫酸霧、硫酸分解產生的三氧化硫、二氧化硫等等一并排放，不僅煙氣量大，難以回收，即使回收也使得回收酸濃度低且含有大量HF，無法返回系統使用，或者說大量HF混入回收硫酸，也難以分離利用。

混合稀土精礦濃硫酸低溫焙燒方法，在1960年代曾在工業生產中得到應用。由于沒有合適的連續工藝生產設備，該方法為反應缶內間斷操作，因此沒有得到推廣。

發明內容