本發明專利技術提供一種稀土精礦分解方法，包括以下工藝步驟：(1)將混合型稀土精礦與濃硫酸按質量比在電熱分解槽中進行混合；(2)電熱分解槽通電后靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加熱；(3)焙燒產出的焙燒礦采用水浸出；經過氧化鎂中和溶液，得到鐵、釷、磷的磷酸鹽沉淀物；(4)焙燒尾氣除去硫酸霧和粉塵；再采用液堿噴淋吸收氟，生成酸式氟化鈉析出；除酸和氟后的氣體排空；(5)浸出后的渣，采用水洗滌后排放。本發明專利技術采用電加熱代替燃燒燃料加熱，使廢氣和廢水的處理量降為原工藝的5％左右，節約能源、投資和運行費用；廢氣、廢渣達標排放，廢水循環利用；提高了稀土、釷和氟的回收率，解決了釷、氟的回收利用問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種混合型稀土精礦分解方法，屬于稀土冶金領域。
技術介紹
我國包頭混合型稀土精礦含有氟碳鈰礦(REFCO3)、獨居石(REPO4)和螢石(CaF2)，獨居石中含有放射性元素釷超過0.2%,屬于伴生放射性礦?，F有的混合型稀土精礦分解方法為濃硫酸焙燒分解法，即先把濃硫酸與混合型稀土精礦按照質量比1:1.1 1.7混合，在回轉窯內高溫(低于900°C)或低溫(低于300°C)條件下進行焙燒，使稀土礦物轉換為水溶性的硫酸鹽,再經過對焙燒產物的浸出、凈化除雜等工序生產各種稀土產品。上述濃硫酸高溫焙燒分解工藝又稱為三代酸法，是目前國內生產中應用的主要方法。此法在環保和資源利用方面存在如下問題:(I)廢氣量大且很難達標排放。由于回轉窯依靠燃燒化學燃料提供熱量，需引入大量助燃空氣；在焙燒過程中硫酸揮發，至300°c以上硫酸大量分解產生二氧化硫；硫酸與礦物作用產生氟化氫和氟化硅等氟化物。燃燒重油時，一般每處理I噸(RE050% )混合型稀土精礦約產生6000Nm3的焙燒廢氣，其中含硫酸霧150 200kg，二氧化硫、三氧化硫 200kg，氟化物 80kg，煙塵30 50kg。焙燒廢氣采用水噴淋處理，余熱難回用，排放物實排值都遠高于國家排放標準(分別為:S02 < 850mg/m3 ；硫酸霧< 45mg/m3 ;氟化物< 6mg/m3),嚴重污染環境。(2)廢水量大且處理費用高。上述噴淋排放廢氣產生大量酸性廢水，每處理I噸混合型稀土精礦要排出15噸酸性廢水，其中含硫酸、氫氟酸等混酸0.5噸。由于其排出量大、成份復雜、雜質量高、腐蝕嚴重，處理難度很大。采用石灰中和或堿中和，不能回收酸且增加運行成本；采用酸濃縮回收技術后，可回收70%的硫酸和15%的氫氟酸，但投資規模大，設備材料要求特殊，不易操作。(3)產生放射性廢渣。焙燒溫度在200°C以上時，硫酸釷與磷酸脫水生成的焦磷酸作用轉變成難溶的焦磷酸釷。浸出時焦磷酸釷進入浸出渣，既損失了釷資源，又使浸出渣放射性超標(其放射性比活度為2.1X 105Bg/kg，超過國家標準GB9133-88的7.4X IO4BgAg的2.8倍)，屬于放射性渣，需建放射性廢物庫貯存，存在環保安全隱患?；旌闲拖⊥辆V也可用濃硫酸低溫焙燒法分解。中國專利(申請號:98118153.8，公開日:2000年3月8日)“酸法分解包頭稀土礦新工藝”中提出在180 300°C間歇式靜態焙燒混合型稀土精礦和濃硫酸混合物7 13小時，減少硫酸的分解量，同時用氨氣固化氟化氫氣體，以保證獲得合格的排放廢氣，但未涉及浸出渣中釷的放射性污染問題。中國專利(申請號:02144405.6，公開日:2003年3月26日)“稀土精礦濃硫酸低溫焙燒分解工藝”中提出在150 330°C焙燒混合型稀土精礦和濃硫酸混合物，減少硫酸的分解量，用水洗滌除去氟，同時使精礦中的釷轉換成水溶性的硫酸鹽，浸出渣放射性比放< 7.4X IO4BgAg,降低了渣的放射性。中國專利(申請號:200410006443.8，公開日:2006年11月29日)“一種混合型稀土精礦分解方法” 中提出，把混合型稀土精礦和濃硫酸混合物在40 180°C熟化8小時，再在150 330°C焙燒I 8小時；然后用水浸出焙燒礦，使95%以上的稀土和95%以上的釷浸出到水浸液中，再經萃取分離釷和稀土。焙燒廢氣經氨氣脫氟或水洗滌后排放，浸出渣水洗后排放，達到國家排放標準。由上述濃硫酸低溫焙燒分解方法可知，降低焙燒溫度后可回收釷和氟，從而克服了高溫焙燒不能回收利用釷、氟等有價元素的難題。低溫焙燒存在的問題是，采用回轉窯和燃燒化學燃料加熱，焙燒溫度降低至300°C左右，但焙燒時間由高溫法的I 2小時延長至7 16小時，產生的廢氣量和廢水量超過高溫法，達標排放的處理運行費用高昂。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有稀土精礦分解方法的不足，提供一種節能減排，實現清潔生產的稀土精礦分解方法。本專利技術的另一個目的是能夠有效回收稀土、釷、氟等有價元素。本專利技術的目的主要是通過下述技術方案得以實現的:直接用電加熱稀土精礦和硫酸的混合物，取代燃燒化學燃料加熱，大幅度減少了焙燒廢氣量和噴淋廢水量，較易實現達標排放。電加熱低溫分解的溫度可控，可有效回收稀土、釷、氟等有價元素。本專利技術包括一種電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，該方法包括以下工藝步驟:(I)將稀土含量為40% 60%的混合型稀土精礦與90% 97%的濃硫酸按質量比1:1.3 1.7在電熱分解槽中進行混合；(2)電熱分解槽為一個可輸入交流電的容器，通電后靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加 熱，在80 180°C溫度下焙燒I 7小時，再在180 300°C溫度下焙燒I 4小時；(3)焙燒產出的焙燒礦采用水浸出，使絕大部分稀土和釷進入溶液中；經過氧化鎂中和溶液，得到鐵、釷、磷的磷酸鹽沉淀物；中和后的溶液為不含釷的稀土產品；(4)焙燒尾氣采用文氏管降溫，除去硫酸霧和粉塵；再采用液堿，即20% 40%NaOH溶液噴淋吸收氟，生成酸式氟化鈉NaHF2析出；除酸和氟后的氣體排空；(5)浸出后的渣，采用水洗滌后排放。如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，在電熱分解槽內混合濃硫酸和稀土精礦，在同一槽內輸入交流電加熱物料，而且在80°C 180°C溫度下焙燒I 7小時，再在180°C 300°C溫度下焙燒I 4小時。如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其中，在80 180°C溫度下焙燒I 4小時，再在180 300°C溫度下焙燒I 2小時。如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，采用水浸出焙燒礦，氧化鎂中和浸出液，得到合格稀土料液和釷富集物。如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，焙燒尾氣采用文氏管和液堿噴淋除去硫酸、粉塵和氟化氫，同時回收酸式氟化鈉產品。如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，電熱分解槽是一用耐酸耐火材料砌筑的有底方形容器，其內壁的兩側相對位置有兩塊導電極板，材質為低碳鋼或石墨；通電時由極板一混合物一另一極板形成導電回路，依靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加熱，物料的溫度分布均勻一致，控制輸入電流的大小即可精確控制物料的升溫速度和溫度高低。一種如上所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法中使用的電熱分解槽，其特征在于，電熱分解槽是一用耐酸耐火材料砌筑的有底方形容器，其內壁的兩側相對位置有兩塊導電極板，材質為低碳鋼或石墨；通電時由極板一混合物一另一極板形成導電回路，依靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加熱，物料的溫度分布均勻一致，控制輸入電流的大小即可精確控制物料的升溫速度和溫度高低。專利技術效果:(I)由于采用電加熱代替燃燒法加熱，焙燒尾氣僅為礦物分解產生的氣體，每處理I噸(RE050% )混合型稀土精礦約產生340Nm3的焙燒尾氣，為燃燒法廢氣量的5%左右，其中含氟、硫氣體20%左右。高濃度尾氣便于集中高效處理，同時煙氣治理系統的投資和運行費用可降低80%。(2)焙燒尾氣采用文氏管降溫，沉降回收硫酸和粉塵；然后采用液堿(20% 40%NaOH溶液)經過二級噴淋吸收氟，溶液中NaOH與HF反應生成酸式氟化鈉Na本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟：(1)將稀土含量為40％～60％的混合型稀土精礦與90％～97％的濃硫酸按質量比1∶1.3～1.7在電熱分解槽中進行混合；(2)電熱分解槽為一個可輸入交流電的容器，通電后靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加熱，在80～180℃溫度下焙燒1～7小時，再在180～300℃溫度下焙燒1～4小時；(3)焙燒產出的焙燒礦采用水浸出，使絕大部分稀土和釷進入溶液中；經過氧化鎂中和溶液，得到鐵、釷、磷的磷酸鹽沉淀物；中和后的溶液為不含釷的稀土產品；(4)焙燒尾氣采用文氏管降溫，除去硫酸霧和粉塵；再采用液堿，即20％～40％NaOH溶液噴淋吸收氟，生成酸式氟化鈉NaHF2析出；除酸和氟后的氣體排空；(5)浸出后的渣，采用水洗滌后排放。
【技術特征摘要】
1.一種電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟: (1)將稀土含量為40% 60%的混合型稀土精礦與90% 97%的濃硫酸按質量比I:1.3 1.7在電熱分解槽中進行混合； (2)電熱分解槽為一個可輸入交流電的容器，通電后靠電流流過物料產生的電阻熱使物料本身得到加熱，在80 180°C溫度下焙燒I 7小時，再在180 300°C溫度下焙燒I 4小時； (3)焙燒產出的焙燒礦采用水浸出，使絕大部分稀土和釷進入溶液中；經過氧化鎂中和溶液，得到鐵、釷、磷的磷酸鹽沉淀物；中和后的溶液為不含釷的稀土產品； (4)焙燒尾氣采用文氏管降溫，除去硫酸霧和粉塵；再采用液堿，即20% 40%NaOH溶液噴淋吸收氟，生成酸式氟化鈉NaHF2析出；除酸和氟后的氣體排空； (5)浸出后的渣，采用水洗滌后排放。2.根據權利要求1所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其特征在于，在電熱分解槽內混合濃硫酸和稀土精礦，在同一槽內輸入交流電加熱物料，而且在80°C 180°C溫度下焙燒I 7小時，再在180°C 300°C溫度下焙燒I 4小時。3.根據權利要求1-2任一項所述的電加熱內熱法分解混合型稀土精礦方法，其中，在80 180°C溫度下焙燒2 4小時，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：石富，趙潔，張美清，陳煒，李鋒，胡小龍，王彬，
申請(專利權)人：內蒙古機電職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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