[發明專利]一種稀土礦粉與濃硫酸焙燒工藝尾氣處理工藝

有效

• 申請號: 201110202460.9
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102247708A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 張志鴻;楊自華;邢奕
• 申請（專利權）人: 北京北科環境工程有限公司
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;B01D53/78;B01D53/50;B01D53/68;B01D53/18;C01B17/90
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于環境工程領域，尤其涉及一種稀土礦粉與濃硫酸焙燒工藝尾氣處理工藝。

背景技術

1.?稀土工業概況

我國已探明的稀土工業儲量為5200?萬噸，約占世界的50%，是稀土資源最豐富的國家。全國稀土礦探明儲量的礦區有60?多處，分布于22?個省區，其中內蒙古稀土儲量最大，占全國的83%，其余分布在四川、山東以及江西、廣東、廣西、福建、湖南等省區。

包頭混合型稀土礦是全球最大的輕稀土資源，稀土礦物為氟碳鈰礦和獨居石，精礦品位為30～60%，一般品位為50%時，選礦和冶煉綜合經濟指標最佳。針對這一特殊稀土精礦，我國開發了多種獨特的冶煉工藝技術，其中硫酸強化焙燒→萃取法（酸法冶煉工藝）具有稀土品位要求不高，處理成本低的特點，目前已經成為處理包頭礦的主流工藝，90%左右的包頭稀土礦均采用該方法冶煉，但污染物排放量大。隨著稀土產業規模的快速發展和環保要求日益嚴格，近年來國內研究院所和企業正在進行綠色冶煉工藝開發，取得了一些新的進展。

2?濃硫酸強化焙燒法

將精礦和濃硫酸混合均勻后，在400~500℃進行焙燒分解，稀土轉變為易溶于水的硫酸鹽，釷被燒結為難溶于水的焦磷酸釷，過剩硫酸全部揮發或分解，焙燒礦經水浸、中和除雜、萃取轉型或碳酸氫銨沉淀轉型得混合氯化稀土溶液。

①酸分解、水浸主要化學反應

2REFCO3＋3H2SO4＝RE2(SO4)3＋?2HF↑＋2CO2↑＋2H2O↑

2REPO4＋3H2SO4＝RE2(SO4)3＋2H3PO4

ThO2＋2H2SO4＝Th(SO4)2＋2H2O↑

CaF2＋H2SO4＝CaSO4＋2HF↑

Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O↑

SiO2＋4HF＝SiF4＋2H2O↑

在高溫下還發生下列反應：

Th(SO4)2＋H4P2O7＝ThP2O7↓＋2H2SO4

H2SO4＝SO3↑＋H2O↑

②化合物提取

硫酸稀土水浸液經過碳酸銨沉淀、鹽酸溶解生產氯化稀土溶液:

RE2(SO4)3＋3NH4HCO3＝RE2(CO3)3＋3NH4HSO4?（沉淀反應）

RE2(CO3)3＋6HCl＝2RECl3＋3CO2↑＋3H2O?（酸溶反應）。

P204?萃取轉型、鹽酸反萃生產氯化稀土溶液:

RE2(SO4)3?+?6H2A2＝2RE(HA2)3+3H2SO4

RE(HA2)3+3HCl＝RECl3+?3H2A2

3.?濃硫酸強化焙燒生產稀土工藝大氣污染源排污狀況

包頭稀土礦（白云鄂博混合礦）以其儲量大而聞名于世界。目前，包頭稀土礦的開采量及選冶量居全國之首，國內60％以上的稀土產品是由包頭稀土礦冶煉和分離提取出來的。

濃硫酸高溫焙燒稀土精礦工藝所產生的焙燒廢氣，由兩部分組成，一是燃燒過程產生的，其污染物主要為SO2?和煙塵；一是工藝過程所產生的，主要污染物為硫酸霧、SO2、氟化物、氮氧化物等。每焙燒1?噸稀土精礦會產生約100000m3?的焙燒廢氣，各項污染物產生量如表

表?1?焙燒廢氣污染物產生量