BR112019025160B1

BR112019025160B1 - Método para processar um minério concentrado de terras raras e sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras

Info

Publication number: BR112019025160B1
Application number: BR112019025160-0A
Authority: BR
Inventors: Jianwen Tang; Guoshan DU; Pengfei XIAN; Shuang Qiu; Wenlong ZHOU; Bo Qin
Original assignee: China Enfi Engineering Corporation
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2023-04-11
Also published as: AU2018303510A1; CN107475542B; CN107475542A; WO2019015519A1; US20200056265A1; ZA201907015B; BR112019025160A2; JP6941229B2; KR102364012B1; AU2018303510B2; RU2746867C1; US11773467B2; KR20190139954A; JP2020521886A

Abstract

Trata-se de um método e sistema para tratamento de concentrado de terras raras. O método compreende: (1) mistura de concentrado de terras raras com ácido sulfúrico concentrado para obter uma pasta misturada e um primeiro gás contendo flúor; (2) misturar a pasta misturada com um líquido iniciador para tratamento de acidólise para obter clínquer e um segundo gás contendo flúor; (3) misturar o clínquer com água e realizar tratamento de lixiviação para obter uma pasta de lixiviação; e (4) realizar separação sólido-líquido na pasta de lixiviação para obter um filtrado e resíduos de lixiviação e para os resíduos de lixiviação, retornando à etapa (2) para executar o tratamento de acidólise.

Description

CAMPO

[001] A presente revelação refere-se ao campo de produção de terras raras, em particular a um método e um sistema para processar um minério concentrado de terras raras.

ANTECEDENTES

[002] O minério misto Baotou, ou seja, um minério misto de bastnaesita e monazita (minério de fósforo cério lantânio/rocha de fósforo lantânio cério), e minério de bastnasita são recursos importantes de minérios de terras raras na China. Em vista das características de minério misto Baotou, um método industrial existente para processar esse minério é um processo de calcinação com ácido sulfúrico concentrado. O processo é contínuo e controlável, o qual pode ser aplicado em produção em larga escala. No entanto, durante o processo, o minério misto é decomposto em uma temperatura alta, e tório no minério é convertido em pirofosfato de tório na escória, que resulta em poluição radioativa e desperdício de tório. Além disso, é difícil para reciclar gás de escape contendo flúor e enxofre desse processo. Em vista das características do minério de bastnasita, um método industrial existente é um processo de acidólise tal como um processo de dissolução por oxidação e calcinação por ácido clorídrico. Esse processo é menos oneroso, mas não pode ser realizado de uma maneira contínua. Ademais, é difícil reciclar tório e flúor na escória e águas residuais, respectivamente, o que resulta em poluição para o ambiente. Pode ser visto que o tratamento do minério misto ou do minério de bastnasita na temperatura alta provavelmente é a causa do desperdício de recursos de tório e poluição ambiental devido ao gás de escape. Com base nisso, institutos de pesquisa têm proposto usar uma tecnologia de calcinação a baixa temperatura com o ácido sulfúrico concentrado para decompor os minérios de terras raras. O minério concentrado de terras raras pode ser calcinado em uma temperatura baixa (por exemplo, em uma faixa de 150 a 300 °C) e a taxa de decomposição de terras raras é superior a 95%. Ao mesmo tempo, mais do que 90% de tório entra no lixiviado e, assim, o elemento tório pode ser recuperado de modo eficaz do minério concentrado de terras raras. No entanto, a tecnologia do processo ainda não foi bem desenvolvida, e é difícil para aplicar em uma produção dinâmica contínua.

[003] Portanto, a tecnologia existente para processar um minério concentrado de terras raras precisa ser melhorada adicionalmente.

SUMÁRIO

[004] A presente revelação visa solucionar pelo menos um dos problemas técnicos acima em certa medida. Consequentemente, um objetivo da presente revelação é fornecer um método e um sistema para processar um minério concentrado de terras raras. O método pode processar minério de bastnaesita e um minério misto contendo bastnaesita e monazita, que resulta em consumo de energia baixo e produção contínua. Com esse método, tório pode ser recuperado de modo eficaz, e a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras pode ser significativamente melhorada, por exemplo, a taxa de decomposição de REO pode alcançar 96%.

[005] Em um aspecto, a presente revelação fornece em modalidades um método para processar um minério concentrado de terras raras, que inclui:

[006] (1) misturar o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado obtendo, desse modo, uma pasta fluida misturada e um primeiro gás contendo flúor;

[007] (2) misturar a pasta fluida misturada e um líquido iniciador para acidólise obtendo, desse modo, um clínquer e um segundo gás contendo flúor;

[008] (3) submeter o clínquer à lixiviação com água obtendo, desse modo, uma pasta fluida lixiviada;

[009] (4) submeter a pasta fluida lixiviada a uma separação de sólido e líquido obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada, e reciclar a escória lixiviada para a etapa (2) para acidólise novamente.

[0010] Com o método para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com modalidades da presente revelação, dispondo-se um agitador em um dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, uma camisa resfriada a água circunda uma parede externa do dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante, nesse caso, é possível evitar a decomposição de minério de terras raras em temperaturas altas alcançando, desse modo, a recuperação de tório. Em a presente revelação, dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados em um dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo de reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Ademais, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, uma hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e um dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório, além disso, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado na decomposição de ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. No processo de acidólise, o tório no concentrado de terras raras se torna sal ácido de tório que entra na pasta fluida lixiviada durante a lixiviação. Portanto, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente. A separação de sólido e líquido é realizada adicionalmente na pasta fluida lixiviada, e a escória lixiviada obtida pode ser reciclada para o processo de acidólise novamente melhorando, desse modo, adicionalmente uma taxa de recuperação de tório e a taxa de decomposição de REO. Portanto, o presente método tem vantagens de ampla adaptabilidade de matérias-primas, consumo de energia baixo e produção contínua. Ao mesmo tempo, tório pode ser recuperado de modo eficaz, e a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras pode ser significativamente melhorada, por exemplo, a taxa de decomposição de REO pode alcançar 96%.

[0011] Além disso, o método para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com as modalidades acima da presente revelação pode adicionalmente ter os seguintes recursos técnicos adicionais.

[0012] Em algumas modalidades da presente revelação, antes de misturar o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado, o método inclui adicionalmente: (5) submeter o minério concentrado de terras raras a moagem de esferas obtendo, desse modo, partículas de minério concentrado de terras raras; (6) peneirar as partículas de minério concentrado de terras raras obtendo, desse modo, um material sobredimensionado e um material subdimensionado, e reciclar o material sobredimensionado para moagem de esferas e misturar o material subdimensionado e ácido sulfúrico concentrado. Portanto, a taxa de decomposição de óxidos de elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0013] Em algumas modalidades da presente revelação, o método e o sistema para processar um minério concentrado de terras raras incluem adicionalmente: (7) submeter o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor para pulverizar com um líquido de pulverização obtendo, desse modo, uma pasta fluida contendo flúor. Portanto, o gás contendo flúor pode ser recuperado e a poluição para o ambiente provocada por gás de escape é evitada.

[0014] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (1), o minério concentrado de terras raras tem um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0015] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (1), uma razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado está em uma faixa de 1: (1,2 a 1,5). Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0016] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (1), a mistura é realizada a uma temperatura não superior a 30 °C por um período de tempo em uma faixa de 5 a 15 minutos. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0017] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (1), o ácido sulfúrico concentrado tem uma concentração de massa não inferior a 93% em peso. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0018] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (2), a acidólise é realizada a uma temperatura que varia de 150 a 300 °C por um período de tempo em uma faixa de 1 a 4 horas. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0019] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (2), o líquido iniciador é pelo menos um selecionado de água industrial e um filtrado de um processo subsequente. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0020] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (3), um período de tempo de lixiviação está em uma faixa de 0,5 a 1 h. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0021] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (3), uma razão entre massa de água e o clínquer está em uma faixa de (8 a 12): 1. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0022] Em algumas modalidades da presente revelação, na etapa (7), o líquido de pulverização é pelo menos um selecionado de água e um líquido alcalino. Portanto, é vantajoso melhorar uma taxa de recuperação do gás contendo flúor.

[0023] Em outro aspecto, a presente revelação fornece em modalidades um sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras como descrito acima, que inclui:

[0024] um dispositivo de mistura que tem uma entrada de minério concentrado de terras raras, uma entrada de ácido sulfúrico concentrado, uma saída de pasta fluida misturada e uma primeira saída de gás contendo flúor, em que um agitador é disposto no dispositivo de mistura e uma camisa resfriada a água ser disposta em uma parede externa do dispositivo de mistura;

[0025] um dispositivo de acidólise que tem uma entrada de pasta fluida misturada, uma entrada de líquido iniciador, uma saída de clínquer e uma segunda saída de gás contendo flúor, em que a entrada de pasta fluida misturada é conectada à saída de pasta fluida misturada, uma hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise, e um dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise;

[0026] um dispositivo de lixiviação que tem uma entrada de clínquer, uma entrada de água, e uma saída de pasta fluida lixiviada, em que a entrada de clínquer é conectada à saída de clínquer; e

[0027] um separador de sólido e líquido que tem uma entrada de pasta fluida lixiviada, uma saída de filtrado e uma saída de escória lixiviada, em que a entrada de pasta fluida lixiviada é conectada à saída de pasta fluida lixiviada, e a saída de escória lixiviada é conectada ao dispositivo de acidólise.

[0028] Com o sistema para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com modalidades da presente revelação, dispondo-se o agitador no dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, a camisa resfriada a água circunda a parede externa do dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante, nesse caso, é possível evitar a decomposição do minério de terras raras em temperaturas altas alcançando, desse modo, a recuperação de tório. Em a presente revelação, dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados no dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo de reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Ademais, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, a hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e o dispositivo de aquecimento é disposto na parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório, além disso, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado na decomposição de ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. No processo de acidólise, o tório no concentrado de terras raras se torna sal ácido de tório que entra na pasta fluida lixiviada durante a lixiviação. Portanto, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente. A separação de sólido e líquido é realizada adicionalmente na pasta fluida lixiviada, e a escória lixiviada obtida pode ser reciclada para o processo de acidólise novamente melhorando, desse modo, adicionalmente a taxa de recuperação de tório e a taxa de decomposição de REO. Portanto, o presente sistema tem vantagens de ampla adaptabilidade de matérias-primas, consumo de energia baixo e produção contínua. Ao mesmo tempo, tório pode ser recuperado de modo eficaz, e a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras pode ser significativamente melhorada, por exemplo, a taxa de decomposição de REO pode alcançar 96%.

[0029] Além disso, o sistema para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com as modalidades acima da presente revelação pode adicionalmente ter os seguintes recursos técnicos adicionais.

[0030] Em algumas modalidades da presente revelação, o sistema inclui adicionalmente: um dispositivo de moagem de esferas que tem uma entrada de minério concentrado de terras raras e uma saída de partícula de minério concentrado de terras raras; um dispositivo de peneiramento que tem uma entrada de partícula de minério concentrado de terras raras, uma saída de material sobredimensionado e uma saída de material subdimensionado, em que a entrada de partícula de minério concentrado de terras raras é conectada à saída de partícula de minério concentrado de terras raras, a saída de material sobredimensionado é conectada ao dispositivo de moagem de esferas e a saída de material subdimensionado é conectada à entrada de minério concentrado de terras raras. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0031] Em algumas modalidades da presente revelação, o sistema inclui adicionalmente: um dispositivo de processamento de gás que tem uma entrada de gás contendo flúor, uma entrada de líquido de pulverização e uma saída de pasta fluida contendo flúor, em que a entrada de gás contendo flúor é conectada tanto à primeira saída de gás contendo flúor quanto à segunda saída de gás contendo flúor. Portanto, o gás contendo flúor pode ser recuperado e a poluição para o ambiente provocada por gás de escape é evitada.

[0032] Em algumas modalidades da presente revelação, no dispositivo de mistura, a entrada de minério concentrado de terras raras, a entrada de ácido sulfúrico concentrado e a primeira saída de gás contendo flúor são localizadas de forma independente acima do agitador, e a saída de pasta fluida misturada é localizada abaixo do agitador. Portanto, a pasta fluida misturada pode ter uma qualidade melhorada, e a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0033] Em algumas modalidades da presente revelação, no dispositivo de acidólise, a entrada de pasta fluida misturada e a segunda saída de gás contendo flúor são localizadas de forma independente em uma porção superior do dispositivo de acidólise, e a saída de clínquer é localizada em uma porção inferior do dispositivo de acidólise. Portanto, isso é benéfico para a reação de acidólise, e a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser melhorada adicionalmente.

[0034] Aspectos e vantagens adicionais de modalidades da presente revelação serão apresentados, em parte, nas descrições seguintes, se tornam aparentes, em parte, a partir das descrições seguintes, ou serão aprendidos a partir da prática das modalidades da presente revelação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0035] Esses e outros aspectos e vantagens de modalidades da presente revelação se tornarão aparentes e mais facilmente apreciados a partir das descrições seguintes feitas com referência aos desenhos, nos quais:

[0036] A Figura 1 é um fluxograma que mostra um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0037] A Figura 2 é um fluxograma que mostra um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com outra modalidade da presente revelação;

[0038] A Figura 3 é um fluxograma que mostra um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com ainda outra modalidade da presente revelação;

[0039] A Figura 4 é um diagrama esquemático que ilustra um sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com uma modalidade da presente revelação;

[0040] A Figura 5 é um diagrama esquemático que ilustra um sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com outra modalidade da presente revelação; e

[0041] A Figura 6 é um diagrama esquemático que ilustra um sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras, de acordo com ainda outra modalidade da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0042] Será feita referência em detalhes às modalidades da presente divulgação. Elementos iguais ou similares e os elementos que têm funções iguais ou similares são identificados por numerais de referência semelhantes por todas as descrições. As modalidades descritas no presente documento com referência aos desenhos são explicativas, ilustrativas e usadas para entender de maneira geral a presente divulgação. As modalidades não devem ser interpretadas como limitantes à presente revelação.

[0043] Na descrição, deve ser compreendido que termos tais como "central", "longitudinal", "lateral", "comprimento", "largura", "espessura", "superior", "inferior", "frontal", "traseiro", "esquerda", "direita", "vertical", "horizontal", "superior", "inferior", "interno", "externo", "sentido horário", "sentido anti-horário", "direção axial", "direção radial" e "direção circunferencial" devem ser interpretados com referência à orientação como então descrita ou como mostrada nos desenhos em discussão. Esses termos relativos são para conveniência de descrição e não exigem que a presente invenção seja construída ou operada em uma orientação particular e, portanto, não devem ser interpretados para limitar a presente revelação.

[0044] Além disso, termos tais como "primeiro" e "segundo" são usados no presente documento para fins de descrição e não se destinam a indicar ou implicar importância ou relevância relativa ou implicitamente indicar quantidade do recurso técnico referenciado. Assim, o recurso definido com "primeiro" e "segundo" pode incluir um ou mais desse recurso. Na descrição da presente revelação, "uma pluralidade de" significa dois ou mais do que dois desses recursos, a menos que especificado de outra forma.

[0045] Na presente revelação, a menos que especificado ou limitado de outra forma, os termos "montado", "conectado", "acoplado", "fixado" e similares são usados amplamente, e podem ser, por exemplo, conexões fixas, conexões destacáveis, ou conexões integrais; também podem ser conexões mecânica ou elétrica ou comunicação mútua; também podem ser conexões direta ou indireta por meio de estruturas intervenientes; também podem ser comunicações internas de dois elementos, que podem ser compreendidos pelas pessoas versadas na técnica de acordo com situações específicas.

[0046] Na presente revelação, a menos que seja especificado ou limitado de outra forma, uma estrutura na qual um primeiro recurso está "sobre" ou "abaixo" de um segundo recurso pode incluir uma modalidade na qual o primeiro recurso está em contato direto com o segundo recurso, e também pode incluir uma modalidade na qual o primeiro recurso e o segundo recurso não estão em contato direto entre si, porém, estão em contato por meio de recurso adicional formado entre os mesmos. Além disso, um primeiro recurso "sobre", "acima" ou "no topo de" um segundo recurso pode incluir uma modalidade na qual o primeiro recurso está reto ou obliquamente "sobre", "acima" ou "no topo do" segundo recurso, ou apenas significa que o primeiro recurso está em uma altura superior àquela do segundo recurso; enquanto um primeiro recurso "abaixo", "sob" ou "no fundo de" um segundo recurso pode incluir uma modalidade na qual o primeiro recurso está reto ou obliquamente "abaixo", "sob" ou "no fundo do" segundo recurso, ou apenas significa que o primeiro recurso está em uma altura inferior àquela do segundo recurso.

[0047] Em um aspecto, a presente revelação fornece em modalidades um método para processar um minério concentrado de terras raras. Com referência a Figura 1, esse método inclui as seguintes etapas.

[0048] Em S100, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado são misturados.

[0049] Nessa etapa, o minério concentrado de terras raras é misturado com o ácido sulfúrico concentrado para obter uma pasta fluida misturada e um primeiro gás contendo flúor. Especificamente, o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado são misturados no dispositivo de mistura, uma pequena quantidade de gás contendo CO2, HF e SiF4 será gerada durante mistura e agitação do ácido sulfúrico concentrado. CO2 e HF são das reações entre carbonatos no minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado. Além disso, algum pó sólido será acompanhado no primeiro gás contendo flúor. Especificamente, o minério concentrado de terras raras que tem um diâmetro de partícula adequado é adicionado ao dispositivo de mistura através de um alimentador quantitativo e misturado com o ácido sulfúrico concentrado medido em certa razão. Após agitação por certo período, a pasta fluida misturada é formada, durante a qual água circulante é usada para resfriamento, de modo a controlar a temperatura no interior do dispositivo de mistura dentro de uma faixa adequada. É constatado que, dispondo-se um agitador no dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, a ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para a transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, uma camisa resfriada a água é disposta no dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com a água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante. Deve ser observado que o minério concentrado de terras raras acima pode ser um minério de bastnaesita (um minério de terras raras de fluorocarbono cério) ou um minério misto Baotou (bastnaesita e monazita).

[0050] Em uma modalidade da presente revelação, o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o minério concentrado de terras raras pode ter um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes. É constatado que se o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras for muito grande, o mesmo não é condutor para a reação entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado. Embora um diâmetro de partícula pequeno possa aumentar a área de contato entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado, se o diâmetro de partícula for muito pequeno, a reação será muito intensa, tornando-a impossível de ser controlada consumindo, desse modo, energia excessiva para moer e reduzir a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras também. Portanto, o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras de acordo com a modalidade da presente revelação pode aumentar significativamente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras e economizar energia ao mesmo tempo.

[0051] Em outra modalidade da presente revelação, uma razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado está em uma faixa de 1: (1,2 a 1,5). É constatado que se a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado for muito grande, a reação entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado é insuficiente, o que resulta em taxa de decomposição baixa do minério concentrado de terras raras e dificuldade para separar tório do minério concentrado de terras raras, nesse caso tório é enriquecido na escória lixiviada para formar uma escória radioativa. Se a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado for muito pequena, o ácido sulfúrico concentrado é consumido excessivamente, o tempo de mistura é prolongado, e o ácido residual nos processos subsequentes é alto. Portanto, a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado fornecida pela presente revelação pode aumentar adicionalmente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras e, ao mesmo tempo, aumentar uma taxa de mistura e economizar energia.

[0052] Em ainda outra modalidade da presente revelação, condições de mistura não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a mistura é realizada a uma temperatura não superior a 30 °C por um período de tempo em uma faixa de 5 a 15 minutos. É constatado que se a temperatura de mistura for muito alta, o minério concentrado de terras raras será reagido com o ácido sulfúrico concentrado localmente de forma antecipada, resultando em um efeito de mistura insatisfatório. Se o período de tempo de mistura for muito curto para alcançar a condição em que o minério concentrado de terras raras está em contato total com o ácido sulfúrico concentrado, a transferência de massa será afetada negativamente. Portanto, se a temperatura de mistura for muito alta e o tempo de mistura for muito longo ou muito curto, a taxa de decomposição de óxidos dos elementos de terras raras é diminuída.

[0053] Em uma modalidade adicional da presente revelação, uma concentração de massa do ácido sulfúrico concentrado não é particularmente limitada, e pode ser selecionada pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o ácido sulfúrico concentrado tem uma concentração de massa não inferior a 93% em peso. É constatado que a concentração de massa do ácido sulfúrico concentrado pode melhorar significativamente a eficiência de infiltração do minério concentrado de terras raras, e ao mesmo tempo melhorar a qualidade da pasta fluida misturada aumentando, desse modo, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras.

[0054] Em S200, a pasta fluida misturada e um líquido iniciador são misturados para acidólise.

[0055] Nessa etapa, a pasta fluida misturada e um líquido iniciador são misturados para decomposição com ácido para obter um clínquer e um segundo gás contendo flúor. Especificamente, a pasta fluida misturada é adicionada a um dispositivo de acidólise através de uma saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e uma válvula de uma entrada de líquido iniciador é aberta. O ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada é diluído para liberar calor, e uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise é ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar, de modo a realizar a reação de acidólise completamente no dispositivo de acidólise para formar um clínquer a granel. É constatado que dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados em um dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo de reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Além disso, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, uma hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e um dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado devido à decomposição do ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. Ao mesmo tempo, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório.

[0056] Em uma modalidade da presente revelação, as condições de acidólise não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a acidólise é realizada a uma temperatura que varia de 150 a 300 °C por um período de tempo em uma faixa de 1 a 4 horas. É constatado que se a temperatura de acidólise for muito alta, o ácido sulfúrico concentrado será decomposto para gerar gás contendo enxofre, e ao mesmo tempo, pode ser difícil para lixiviar tório do clínquer na solução, e tório pode permanecer na escória lixiviada para formar o resíduo sólido radioativo. Se a temperatura de acidólise for muito baixa ou o período de tempo de acidólise for muito curto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras é baixa. Se o período de tempo de acidólise for muito longo, a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras não é aumentada adicionalmente após a mesma alcançar certo grau, mas o consumo de energia é aumentado e um período de tempo do processo como um todo é prolongado. Portanto, a temperatura e período de tempo da acidólise fornecidos pela presente revelação podem aumentar significativamente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras, aumentar a taxa de lixiviação do tório e economizar energia ao mesmo tempo.

[0057] Em outra modalidade da presente revelação, o tipo do líquido iniciador não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o líquido iniciador é pelo menos um selecionado de água industrial e um filtrado de um processo subsequente. É constatado que certa temperatura deve ser atingida para realizar a reação de acidólise. O líquido iniciador é usado para diluir o ácido sulfúrico concentrado para liberar calor para aumentar a temperatura da pasta fluida misturada e ativar a reação de acidólise, de modo que o calor de diluição possa ser utilizado para reduzir suprimento de uma fonte de calor externa.

[0058] No processo, o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado são misturados e aquecidos para certa temperatura, componentes REO, ThO2 e similares contidos no minério concentrado são reagidos com ácido sulfúrico para formar sulfatos solúveis. CaF2, Fe2O3 e similares também são reagidos a diferentes graus em sulfatos. Sulfatos de terras raras, sulfato de tório, sulfato de ferro ou similares podem ser dissolvidos em uma solução aquosa. Flúor existe em uma forma de HF ou SiF4 em gás de escape calcinado e pode ser reagido com amônia na presença de vapor para formar bifluoreto de amônio sólido (NH4HF2), que é vendido como um produto. Durante esse processo (em 150 a 300 °C), ácido sulfúrico não se decompõe e apenas uma pequena quantidade de ácido sulfúrico é evaporada. Há apenas HF, SiF4 e uma pequena quantidade de névoa de ácido sulfúrico em gás de combustão melhorando, desse modo, as condições para reciclar flúor como um subproduto do gás de combustão. Especificamente, por exemplo, o minério concentrado de terras raras é um minério misto de bastnaesita e monazita, reações químicas do processo são como segue.

[0059] (1) reações principais da acidólise de minério concentrado de bastnaesita são como segue.

[0060] (2) monazita é decomposta como segue.

[0061] Reações colaterais são como segue.

[0062] Em S300, o clínquer é submetido à lixiviação com água.

[0063] Nessa etapa, o clínquer é misturado com água para lixiviação obtendo, desse modo, uma pasta fluida lixiviada. Especificamente, o clínquer a granel no dispositivo de acidólise é enviado, através de uma saída de clínquer, para o dispositivo de lixiviação por meio de um transportador helicoidal quantitativo e, então, certa proporção de água é adicionada para realizar a lixiviação. Após um período de tempo, a pasta fluida lixiviada é formada. É constatado que após tório ser convertido em sal ácido de tório no processo de acidólise, o sal ácido de tório é lixiviado na pasta fluida lixiviada. Com base nisso, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente.

[0064] Em uma modalidade da presente revelação, as condições de lixiviação não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, uma temperatura de lixiviação é uma temperatura ambiente e um período de tempo de lixiviação está em uma faixa de 0,5 a 1 h. É constatado que a temperatura de lixiviação é a temperatura ambiente, e sulfatos no clínquer podem ser dissolvidos em água sem aquecimento evitando, desse modo, uma fonte de calor externa. Ao mesmo tempo, um período de lixiviação apropriado pode garantir dissolução completa dos sulfatos.

[0065] Em outra modalidade da presente revelação, uma razão entre a massa de água e o clínquer não é particularmente limitada, e pode ser selecionada pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a razão entre a massa de água e o clínquer está em uma faixa de (8 a 12): 1. É constatado que se a razão entre a massa de água e o clínquer for muito pequena, sulfatos podem ser supersaturados e, assim, cristalizados, e a razão entre a massa de água e o clínquer não deve ser muito grande, caso contrário, uma quantidade de fluxo de material do sistema pode ser muito grande, resultando em dificuldades para processamento subsequente de resíduo líquido.

[0066] Em S400, a pasta fluida lixiviada é submetida a uma separação de sólido e líquido, e uma escória lixiviada é reciclada para a etapa (2) para acidólise novamente.

[0067] Nessa etapa, a pasta fluida lixiviada é submetida à separação de sólido e líquido obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada, e a escória lixiviada é reciclada para a etapa (2) para acidólise. Especificamente, a pasta fluida lixiviada obtida a partir do dispositivo de lixiviação é transferida para o separador de sólido e líquido por uma bomba para separação de sólido e líquido obtendo, desse modo, o filtrado e a escória lixiviada. A escória lixiviada é retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o filtrado é transferido para um próximo processo de extração. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser notavelmente melhorada, e a taxa de recuperação de tório pode ser melhorada ao mesmo tempo.

[0068] Com o método e o sistema para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com modalidades da presente revelação, dispondo-se o agitador no dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, a camisa resfriada a água circunda uma parede externa do dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante, nesse caso, é possível evitar a decomposição de minério de terras raras em temperaturas altas alcançando, desse modo, a recuperação de tório. Em a presente revelação, dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados em um dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo de reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Ademais, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, uma hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e um dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório, além disso, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado na decomposição de ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. No processo de acidólise, o tório no concentrado de terras raras se torna sal ácido de tório que entra na pasta fluida lixiviada durante a lixiviação. Portanto, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente. A separação de sólido e líquido é realizada adicionalmente na pasta fluida lixiviada, e a escória lixiviada obtida pode ser reciclada para o processo de acidólise novamente melhorando, desse modo, adicionalmente uma taxa de recuperação de tório e a taxa de decomposição de REO. Portanto, o presente método tem vantagens de ampla adaptabilidade de matérias-primas, consumo de energia baixo e produção contínua. Ao mesmo tempo, tório pode ser recuperado de modo eficaz, e a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras pode ser significativamente melhorada, por exemplo, a taxa de decomposição de REO pode alcançar 96%.

[0069] Além disso, em uma modalidade da presente revelação, como mostrado na Figura 2, antes de misturar o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado, o método inclui adicionalmente as seguintes etapas.

[0070] Em S500, o minério concentrado de terras raras é submetido à moagem de esferas.

[0071] Nessa etapa, o minério concentrado de terras raras é submetido à moagem de esferas obtendo, desse modo, partículas de minério concentrado de terras raras. Portanto, o mesmo é vantajoso para aumentar a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras.

[0072] Em S600, as partículas de minério concentrado de terras raras são peneiradas, e um material sobredimensionado é submetido à moagem de esferas e um material subdimensionado é misturado com o ácido sulfúrico concentrado.

[0073] Nessa etapa, as partículas de minério concentrado de terras raras obtidas como descrito acima são peneiradas obtendo, desse modo, um material sobredimensionado e um material subdimensionado. O material sobredimensionado é reciclado para moagem de esferas e o material subdimensionado é misturado com o ácido sulfúrico concentrado. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser aumentada adicionalmente. É constatado que material sobredimensionado peneirado que tem um tamanho de partícula não qualificado é retornado para um dispositivo de moagem de esferas para moagem de esferas, o custo de matéria prima e o custo de tempo desse processo podem ser significativamente reduzidos, e material subdimensionado peneirado é transferido para o dispositivo de mistura e misturado com o ácido sulfúrico concentrado, de modo a aumentar adicionalmente a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras. Especificamente, o material subdimensionado tem um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes.

[0074] Em uma modalidade da presente revelação, como mostrado na Figura 3, o método e o sistema como descrito acima incluem adicionalmente uma etapa seguinte.

[0075] Em S700, o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são submetidos à pulverização com um líquido de pulverização.

[0076] Nessa etapa, o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são submetidos à pulverização com o líquido de pulverização obtendo, desse modo, uma pasta fluida contendo flúor. Com base nisso, o gás contendo flúor pode ser reciclado para evitar a poluição de gás de escape para o ambiente. É constatado que tanto o dispositivo de mistura quanto o dispositivo de acidólise têm um dispositivo de controle de temperatura e, portanto, impurezas no primeiro gás contendo flúor e no segundo gás contendo flúor são significativamente reduzidas, e o conteúdo de pó do primeiro gás contendo flúor e no segundo gás contendo flúor é pequeno. Portanto, o líquido de pulverização pode ser pulverizado para o gás contendo flúor diretamente e não há necessidade de fornecer um dispositivo de remoção de pó antes do tratamento de pulverização. O gás contendo flúor e o pó no mesmo podem ser dissolvidos no líquido de pulverização. Após um processo de filtragem, a escória filtrada pode ser retornada para o dispositivo de acidólise, e o filtrado pode ser usado para preparar fluoretos. É benéfico realizar recuperação e utilização de gás contendo flúor e evitar a poluição do gás de escape para o ambiente.

[0077] Em uma modalidade da presente revelação, o tipo específico do líquido de pulverização não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o líquido de pulverização é pelo menos um selecionado de água e um líquido alcalino. Especificamente, o líquido alcalino pode ser hidróxido de amônio. Portanto, é vantajoso realizar a recuperação e utilização do gás contendo flúor e evitar a poluição do gás de escape para o ambiente.

[0078] Em outro aspecto, a presente revelação fornece em modalidades um sistema para realizar um método para processar um minério concentrado de terras raras como descrito acima. Em uma modalidade da presente revelação, como mostrado na Figura 4, o sistema inclui um dispositivo de mistura 100, um dispositivo de acidólise 200, um dispositivo de lixiviação 300 e um separador de sólido e líquido 400.

[0079] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de mistura 100 tem uma entrada de minério concentrado de terras raras 101, uma entrada de ácido sulfúrico concentrado 102, uma saída de pasta fluida misturada 103 e uma primeira saída de gás contendo flúor 104. Além disso, um agitador 11 é disposto no dispositivo de mistura e uma camisa resfriada a água 12 é disposta em uma parede externa do dispositivo de mistura. O dispositivo de mistura 100 é adequado para misturar o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado para obter a pasta fluida misturada e o primeiro gás contendo flúor. Especificamente, o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado são misturados no dispositivo de mistura. Durante a mistura com o ácido, uma pequena quantidade de gás contendo CO2, HF e SiF4 é gerada. CO2 e HF são das reações entre carbonatos no minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado. Além disso, algum pó sólido é acompanhado no primeiro gás contendo flúor. Especificamente, o minério concentrado de terras raras que tem um diâmetro de partícula adequado é adicionado ao dispositivo de mistura através de um alimentador quantitativo e misturado com o ácido sulfúrico concentrado medido em certa razão. Após agitação por certo período, a pasta fluida misturada é formada, durante a qual água circulante é usada para resfriamento, de modo a controlar a temperatura no interior do dispositivo de mistura dentro de uma faixa adequada. É constatado que, dispondo-se o agitador no dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, a ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para a transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, a camisa resfriada a água é disposta no dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com a água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante. Deve ser observado que o minério concentrado de terras raras acima pode ser o minério de bastnaesita (o minério de terras raras de fluorocarbono cério) ou minério misto Baotou (bastnaesita e monazita). O ácido sulfúrico concentrado como descrito acima pode ser bombeado para o dispositivo de mistura em uma quantidade medida. O agitador no dispositivo de mistura não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Por exemplo, o agitador pode ser uma hélice de agitação de camada dupla, ou seja, uma camada superior de hélice e uma camada inferior de hélice são dispostas em um eixo de agitação, que pode ser usado para misturar fortemente o minério concentrado de terras raras com o ácido sulfúrico concentrado.

[0080] Em uma modalidade da presente revelação, no dispositivo de mistura 100, a entrada de minério concentrado de terras raras 101, a entrada de ácido sulfúrico concentrado 102 e a primeira saída de gás contendo flúor 104 são localizadas de forma independente acima do agitador 11, e a saída de pasta fluida misturada 103 é localizada abaixo do agitador 11. Portanto, o mesmo é benéfico para movimento de fluxo da reação entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado, e a eficiência do processo como um todo é melhorada.

[0081] Em outra modalidade da presente revelação, o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o minério concentrado de terras raras pode ter um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes. É constatado que se o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras for muito grande, o mesmo não é condutor para a reação entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado. Embora um diâmetro de partícula pequeno possa aumentar a área de contato entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado, se o diâmetro de partícula for muito pequeno, a reação será muito intensa, tornando-a impossível de ser controlada consumindo, desse modo, energia excessiva para moer e reduzir a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras também. Portanto, o diâmetro de partícula do minério concentrado de terras raras de acordo com a modalidade da presente revelação pode aumentar significativamente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras e economizar energia ao mesmo tempo.

[0082] Em ainda outra modalidade da presente revelação, uma razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado está em uma faixa de 1: (1,2 a 1,5). É constatado que se a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado for muito grande, a reação entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado é insuficiente, o que resulta em taxa de decomposição baixa do minério concentrado de terras raras e dificuldade para separar tório do minério concentrado de terras raras, nesse caso tório é enriquecido na escória lixiviada para formar uma escória radioativa. Se a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado for muito pequena, o ácido sulfúrico concentrado é consumido excessivamente, o tempo de mistura é prolongado, e o ácido residual nos processos subsequentes é alto. Portanto, a razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado fornecida pela presente revelação pode aumentar adicionalmente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras e, ao mesmo tempo, aumentar uma taxa de mistura e economizar energia.

[0083] Em uma modalidade adicional da presente revelação, condições de mistura não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a mistura é realizada a uma temperatura não superior a 30 °C por um período de tempo em uma faixa de 5 a 15 minutos. É constatado que se a temperatura de mistura for muito alta, o minério concentrado de terras raras será reagido com o ácido sulfúrico concentrado localmente de forma antecipada, resultando em um efeito de mistura insatisfatório. Se o período de tempo de mistura for muito curto para alcançar a condição em que o minério concentrado de terras raras está em contato total com o ácido sulfúrico concentrado, a transferência de massa será afetada negativamente. Portanto, se a temperatura de mistura for muito alta e o tempo de mistura for muito longo ou muito curto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras é diminuída.

[0084] Em uma modalidade adicional da presente revelação, uma concentração de massa do ácido sulfúrico concentrado não é particularmente limitada, e pode ser selecionada pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o ácido sulfúrico concentrado tem uma concentração de massa não inferior a 93% em peso. É constatado que a concentração de massa do ácido sulfúrico concentrado pode melhorar significativamente a eficiência de infiltração do minério concentrado de terras raras, e ao mesmo tempo melhorar a qualidade da pasta fluida misturada aumentando, desse modo, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras.

[0085] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de acidólise 200 tem uma entrada de pasta fluida misturada 201, uma entrada de líquido iniciador 202, uma saída de clínquer 203 e uma segunda saída de gás contendo flúor 204. A entrada de pasta fluida misturada 201 é conectada à saída de pasta fluida misturada 103. Uma hélice de agitação 21 é disposta no dispositivo de acidólise 200, e um dispositivo de aquecimento 22 é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise. O dispositivo de acidólise 200 é adequado para misturar a pasta fluida misturada e o líquido iniciador para acidólise, de modo a obter o clínquer e o segundo gás contendo flúor. Especificamente, a pasta fluida misturada é adicionada ao dispositivo de acidólise através da saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e uma válvula da entrada de líquido iniciador é aberta ao mesmo tempo. O ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada é diluído para liberar calor, e uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise é ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar, de modo a realizar a reação de acidólise completamente no dispositivo de acidólise para formar o clínquer a granel. É constatado que dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados no dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo da reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Além disso, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, a hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e o dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado devido à decomposição do ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. Ao mesmo tempo, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório. Deve ser observado que o dispositivo de acidólise como descrito acima não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais, por exemplo, o mesmo pode ser um reator horizontal. A hélice de agitação pode ser uma hélice biaxial espiral com duas pás de agitação que têm taxas de rotação diferentes, e uma pá é disposta em um de dois eixos que são dispostos em paralelo. O dispositivo de aquecimento pode ter uma maneira de aquecimento de aquecimento elétrico ou aquecimento a vapor.

[0086] Em uma modalidade da presente revelação, no dispositivo de acidólise 200, a entrada de pasta fluida misturada 201 e a segunda saída de gás contendo flúor 204 são localizadas de forma independente em uma porção superior do dispositivo de acidólise 200, e a saída de clínquer 203 é localizada em uma porção inferior do dispositivo de acidólise 200. Portanto, a mesma é benéfica ao movimento de fluxo da reação de acidólise no dispositivo de acidólise, e a eficiência do processo como um todo é melhorada.

[0087] Em outra modalidade da presente revelação, as condições de acidólise não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a acidólise é realizada a uma temperatura que varia de 150 a 300 °C por um período de tempo em uma faixa de 1 a 4 horas. É constatado que se a temperatura de acidólise for muito alta, o ácido sulfúrico concentrado será decomposto para gerar gás contendo enxofre, e ao mesmo tempo, pode ser difícil para lixiviar tório do clínquer na solução, e tório pode permanecer na escória lixiviada para formar o resíduo sólido radioativo. Se a temperatura de acidólise for muito baixa ou o período de tempo de acidólise for muito curto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras é baixa. Se o período de tempo de acidólise for muito longo, a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras não é aumentada adicionalmente após a mesma alcançar certo grau, mas o consumo de energia é aumentado e um período de tempo do processo como um todo é prolongado. Portanto, a temperatura e período de tempo da acidólise fornecidos pela presente revelação podem aumentar significativamente a taxa de decomposição do minério concentrado de terras raras, aumentar a taxa de lixiviação do tório e economizar energia ao mesmo tempo.

[0088] Em ainda outra modalidade da presente divulgação, o tipo de líquido iniciador não é particularmente limitado e pode ser selecionado pelos especialistas na técnica de acordo com as necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o líquido iniciador é pelo menos um selecionado de resíduo ácido e água industrial de um processo subsequente. É constatado que uma certa temperatura deve ser atingida para realizar a reação de acidólise. O líquido iniciador é usado para diluir o ácido sulfúrico concentrado para liberar calor para aumentar a temperatura da pasta fluida misturada e ativar a reação de acidólise, de modo que o calor de diluição possa ser utilizado para reduzir suprimento de uma fonte de calor externa.

[0089] No processo, o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado são misturados e aquecidos para uma certa temperatura, componentes REO, ThO2 e similares contidos no minério concentrado são reagidos com ácido sulfúrico para formar sulfatos solúveis. CaF2, Fe2O3 e similares também são reagidos a diferentes graus em sulfatos. Sulfatos de terras raras, sulfato de tório, sulfato de ferro ou similares podem ser dissolvidos em uma solução aquosa. Flúor existe em uma forma de HF ou SiF4 em gás de escape calcinado e pode ser reagido com amônia na presença de vapor para formar bifluoreto de amônio sólido (NH4HF2), que é vendido como um produto. Durante esse processo (em 150 a 300 °C), ácido sulfúrico não se decompõe e apenas uma pequena quantidade de ácido sulfúrico é evaporada. Há apenas HF, SiF4 e uma pequena quantidade de névoa de ácido sulfúrico em gás de combustão melhorando, desse modo, as condições para reciclar flúor como um subproduto do gás de combustão.

[0090] (1) reações principais da acidólise de minério concentrado de bastnaesita são como segue.

[0091] (2) monazita é decomposta como segue.

[0092] Reações colaterais são como segue.

[0093] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de lixiviação 300 tem uma entrada de clínquer 301, uma entrada de água 302 e uma saída de pasta fluida lixiviada 303. A entrada de clínquer 301 é conectada à saída de clínquer 203. O dispositivo de lixiviação 300 é adequado para misturar o clínquer com água para lixiviação, de modo a obter a pasta fluida lixiviada. Especificamente, o clínquer a granel no dispositivo de acidólise é enviado, através da saída de clínquer, para o dispositivo de lixiviação por meio de um transportador helicoidal quantitativo e, então, uma certa proporção de água é adicionada para realizar a lixiviação. Após um período de tempo, a pasta fluida lixiviada é formada. É constatado que após tório ser convertido em sal ácido de tório no processo de acidólise, o sal ácido de tório é lixiviado na pasta fluida lixiviada. Com base nisso, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente.

[0094] Em uma modalidade da presente revelação, as condições de lixiviação não são particularmente limitadas, e podem ser selecionadas pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, uma temperatura de lixiviação é uma temperatura ambiente e um período de tempo de lixiviação está em uma faixa de 0,5 a 1 h. É constatado que a temperatura de lixiviação é a temperatura ambiente, e sulfatos no clínquer podem ser dissolvidos em água sem aquecimento evitando, desse modo, uma fonte de calor externa. Ao mesmo tempo, um período de lixiviação apropriado pode garantir dissolução completa dos sulfatos.

[0095] Em outra modalidade da presente revelação, uma razão entre a massa de água e o clínquer não é particularmente limitada, e pode ser selecionada pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, a razão entre a massa de água e o clínquer está em uma faixa de (8 a 12): 1. É constatado que se a razão entre a massa de água e o clínquer for muito pequena, sulfatos podem ser supersaturados e, assim, cristalizados, e a razão entre a massa de água e o clínquer não deve ser muito grande, caso contrário, uma quantidade de fluxo de material do sistema pode ser muito grande, resultando em dificuldades para processamento subsequente de resíduo líquido.

[0096] Em uma modalidade da presente revelação, o separador de sólido e líquido 400 tem uma entrada de pasta fluida lixiviada 401, uma saída de filtrado 402 e uma saída de escória lixiviada 403. A entrada de pasta fluida lixiviada 401 é conectada à saída de pasta fluida lixiviada 303, e a saída de escória lixiviada 403 é conectada ao dispositivo de acidólise 200. O separador de sólido e líquido 400 é adequado para realizar a separação de sólido e líquido para a pasta fluida lixiviada, de modo a obter o filtrado e a escória lixiviada, e para reciclar a escória lixiviada para o dispositivo de acidólise para acidólise. Especificamente, a pasta fluida lixiviada obtida a partir do dispositivo de lixiviação é transferida para o separador de sólido e líquido por uma bomba para separação de sólido e líquido obtendo, desse modo, o filtrado e a escória lixiviada. A escória lixiviada é retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o filtrado é transferido para um próximo processo de extração. Portanto, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras pode ser notavelmente melhorada, e a taxa de recuperação de tório pode ser melhorada ao mesmo tempo.

[0097] Com o sistema para processar o minério concentrado de terras raras de acordo com modalidades da presente revelação, dispondo-se o agitador no dispositivo de mistura, o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado podem ser misturados de forma rápida e forçada, de modo que os concentrados de terras raras sejam suficientemente infiltrados pelo ácido sulfúrico concentrado impedindo, desse modo, ocorrência de aglomeração no processo de acidólise subsequente e proporcionando condições favoráveis para transferência de massa do processo de acidólise. Além disso, a camisa resfriada a água é disposta em uma parede externa do dispositivo de mistura para resfriar o dispositivo de mistura com água circulante, de modo que a temperatura no interior do dispositivo de mistura seja mantida em uma faixa constante, nesse caso, é possível evitar a decomposição de minério de terras raras em temperaturas altas alcançando, desse modo, a recuperação de tório. Em a presente revelação, dois processos de envelhecimento e calcinação podem ser realizados em um dispositivo de acidólise ao mesmo tempo encurtando, desse modo, significativamente o período de tempo de reação de acidólise do minério concentrado de terras raras. Ademais, no processo de acidólise, a viscosidade dos materiais internos muda muito, ou seja, os materiais internos são mudados gradualmente de um estado fluido para um estado semisseco e, por fim, se tornam secos obtendo, desse modo, o clínquer. O dispositivo de acidólise pode lidar de modo eficaz com as mudanças nas características dos materiais acima. Ademais, a hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise para acelerar o progresso da reação de acidólise, e o dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise para fornecer uma temperatura adequada para a reação de acidólise. Uma vez que a temperatura do processo de acidólise inteiro seja mantida baixa, tório é impedido de estar na escória que pode provocar a poluição radioativa e o desperdício de tório, além disso, gás contendo enxofre é impedido de ser gerado na decomposição de ácido sulfúrico concentrado e, assim, é possível reciclar o segundo gás contendo flúor. No processo de acidólise, o tório no concentrado de terras raras se torna sal ácido de tório que entra na pasta fluida lixiviada durante a lixiviação. Portanto, tório pode ser reciclado para evitar o perigo radioativo para o ambiente. A separação de sólido e líquido é realizada adicionalmente na pasta fluida lixiviada, e a escória lixiviada obtida pode ser reciclada para o processo de acidólise novamente melhorando, desse modo, adicionalmente uma taxa de recuperação de tório e a taxa de decomposição de REO. Portanto, o presente sistema tem vantagens de ampla adaptabilidade de matérias-primas, consumo de energia baixo e produção contínua. Ao mesmo tempo, tório pode ser recuperado de modo eficaz, e a taxa de decomposição de minério concentrado de terras raras pode ser significativamente melhorada, por exemplo, a taxa de decomposição de REO pode alcançar 96%.

[0098] Além disso, em uma modalidade da presente revelação, como mostrado na Figura 5, o sistema para processar o minério concentrado de terras raras inclui adicionalmente um dispositivo de moagem de esferas 500 e um dispositivo de peneiramento 600.

[0099] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de moagem de esferas 500 tem uma entrada de minério concentrado de terras raras 501 e uma saída de partícula de minério concentrado de terras raras 502, e é adequado para moer com esferas o minério concentrado de terras raras antes do minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado serem misturados, de modo a obter as partículas de minério concentrado de terras raras aumentando, desse modo, a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras.

[00100] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de peneiramento 600 tem uma entrada de partícula de minério concentrado de terras raras 601, uma saída de material sobredimensionado 602 e uma saída de material subdimensionado 603. A entrada de partícula de minério concentrado de terras raras 601 é conectada à saída de partícula de minério concentrado de terras raras 502, a saída de material sobredimensionado 602 é conectada ao dispositivo de moagem de esferas 500, e a saída de material subdimensionado 603 é conectada à entrada de minério concentrado de terras raras 101. O dispositivo de peneiramento 600 é adequado para peneirar as partículas de minério concentrado de terras raras obtidas como descrito acima, de modo a obter o material sobredimensionado e o material subdimensionado. O material sobredimensionado é reciclado para moagem de esferas e o material subdimensionado é misturado com o ácido sulfúrico concentrado. É constatado que material sobredimensionado peneirado que tem um tamanho de partícula não qualificado é retornado para o dispositivo de moagem de esferas para moagem de esferas, o custo de matéria prima e o custo de tempo desse processo podem ser significativamente reduzidos, e material subdimensionado peneirado é transferido para o dispositivo de mistura e misturado com o ácido sulfúrico concentrado, de modo a aumentar adicionalmente a taxa de decomposição dos óxidos dos elementos de terras raras. Deve ser compreendido que a saída de material subdimensionado do dispositivo de peneiramento pode ser conectada à entrada de minério concentrado de terras raras do dispositivo de mistura por um dispositivo de medição. Especificamente, o material subdimensionado tem um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes.

[00101] Em uma modalidade da presente revelação, como mostrado na Figura 6, o sistema para processar o minério concentrado de terras raras inclui adicionalmente um dispositivo de processamento de gás 700.

[00102] Em uma modalidade da presente revelação, o dispositivo de processamento de gás 700 tem uma entrada de gás contendo flúor 701, uma entrada de líquido de pulverização 702 e uma saída de pasta fluida contendo flúor 703. A entrada de gás contendo flúor 701 é conectada tanto à primeira saída de gás contendo flúor 104 quanto à segunda saída de gás contendo flúor 204. O dispositivo de processamento de gás 700 é adequado para pulverizar o líquido de pulverização para o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor, de modo a obter uma pasta fluida contendo flúor. É constatado que tanto o dispositivo de mistura quanto o dispositivo de acidólise têm um dispositivo de controle de temperatura e, portanto, impurezas no primeiro gás contendo flúor e no segundo gás contendo flúor são significativamente reduzidas, e o conteúdo de pó do primeiro gás contendo flúor e no segundo gás contendo flúor é pequeno. Portanto, o líquido de pulverização pode ser pulverizado para o gás contendo flúor diretamente e não há necessidade de fornecer um dispositivo de remoção de pó antes do tratamento de pulverização. O gás contendo flúor e o pó no mesmo podem ser dissolvidos no líquido de pulverização. Após um processo de filtragem, a escória filtrada pode ser retornada para o dispositivo de acidólise, e o filtrado pode ser usado para preparar fluoretos. É benéfico realizar recuperação e utilização de gás contendo flúor e evitar a poluição do gás de escape para o ambiente.

[00103] Em uma modalidade da presente revelação, o tipo específico do líquido de pulverização não é particularmente limitado, e pode ser selecionado pelas pessoas versadas na técnica, de acordo com necessidades reais. Em uma modalidade específica da presente revelação, o líquido de pulverização é pelo menos um selecionado de água e um líquido alcalino. Especificamente, o líquido alcalino pode ser hidróxido de amônio. Portanto, é vantajoso realizar a recuperação e utilização do gás contendo flúor e evitar a poluição do gás de escape para o ambiente.

[00104] A presente revelação é descrita com referência aos exemplos específicos, os quais são apenas ilustrativos e não se destinam a limitar a presente revelação.

Exemplo 1

[00105] Minério de bastnaesita foi moído em esferas por um dispositivo de moagem de esferas e peneirado por um dispositivo de peneiramento para obter partículas de bastnaesita que têm um diâmetro de partícula de 80 a 320 meshes. As partículas de bastnaesita foram medidas e adicionadas em um dispositivo de mistura contendo ácido sulfúrico concentrado a 98% em peso pré-medido. Uma razão de massa entre o ácido sulfúrico concentrado e as partículas de bastnaesita foi 1,4: 1. Água foi circulada para resfriar o dispositivo de mistura para manter a temperatura no dispositivo de mistura inferior a 30 °C. Após agitação total por 10 minutos, uma pasta fluida misturada foi formada e o ácido era uniforme, ao mesmo tempo um primeiro gás contendo flúor foi gerado. Em seguida, a pasta fluida misturada foi descarregada através de uma saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e adicionada em um dispositivo de acidólise. Uma válvula de uma entrada de líquido iniciador (água industrial) foi aberta, e o ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada foi diluído para liberar calor. Uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise foi ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar. Após agitação a 120 °C por 30 minutos, a pasta fluida misturada foi imediatamente submetida à reação de acidólise a 250 °C por 1 h obtendo, desse modo, um clínquer a granel e gerado um segundo gás contendo flúor ao mesmo tempo. O clínquer a granel foi alimentado quantitativamente para um dispositivo de lixiviação a partir de uma saída de clínquer do dispositivo de acidólise. No dispositivo de lixiviação, água foi medida em uma razão entre massa de água e o clínquer de 8: 1, e adicionada em um tanque de lixiviação com agitação mecânica por 1 hora para formar uma pasta fluida lixiviada. A pasta fluida lixiviada foi bombeada para uma prensa de filtro de placa e moldura para prensagem e filtragem obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada que tem uma taxa de escória de 8% em peso. A composição química da escória lixiviada foi analisada, e a escória de lixiviação foi retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o líquido lixiviado foi alimentado para um processo de extração subsequente.

[00106] Nesse exemplo, uma taxa de decomposição de REO (óxidos dos elementos de terras raras) é 95,18%, e o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são recuperados por uma torre de absorção de gás residual e, assim, flúor é reciclado e utilizado.

Exemplo 2:

[00107] Minério de bastnaesita foi moído em esferas por um dispositivo de moagem de esferas e peneirado por um dispositivo de peneiramento para obter partículas de bastnaesita que têm um diâmetro de partícula de 80 a 320 meshes. As partículas de bastnaesita foram medidas e adicionadas em um dispositivo de mistura contendo ácido sulfúrico concentrado a 98% em peso pré-medido. Uma razão de massa entre o ácido sulfúrico concentrado e as partículas de bastnaesita foi 1,5: 1. Água foi circulada para resfriar o dispositivo de mistura para manter a temperatura no dispositivo de mistura inferior a 30 °C. Após agitação total por 8 minutos, uma pasta fluida misturada foi formada e o ácido era uniforme, ao mesmo tempo um primeiro gás contendo flúor foi gerado. Em seguida, a pasta fluida misturada foi descarregada através de uma saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e adicionada em um dispositivo de acidólise. Uma válvula de uma entrada de líquido iniciador (resíduo ácido) foi aberta, e o ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada foi diluído para liberar calor. Uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise foi ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar. Após agitação a 130 °C por 30 minutos, a pasta fluida misturada foi imediatamente submetida à reação de acidólise a 280 °C por 1 h obtendo, desse modo, um clínquer a granel e gerado um segundo gás contendo flúor ao mesmo tempo. O clínquer a granel foi alimentado quantitativamente para um dispositivo de lixiviação a partir de uma saída de clínquer do dispositivo de acidólise. No dispositivo de lixiviação, água foi medida em uma razão entre massa de água e o clínquer de 10: 1, e adicionada em um tanque de lixiviação com agitação mecânica por 0,5 hora para formar uma pasta fluida lixiviada. A pasta fluida lixiviada foi bombeada para uma prensa de filtro de placa e moldura para prensagem e filtragem obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada que tem uma taxa de escória de 6,3% em peso. A composição química da escória lixiviada foi analisada, e a escória de lixiviação foi retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o líquido lixiviado foi alimentado para um processo de extração subsequente.

[00108] Nesse exemplo, uma taxa de decomposição de REO (óxidos dos elementos de terras raras) é 96%, e o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são recuperados por uma torre de absorção de gás residual e, assim, flúor é reciclado e utilizado.

Exemplo 3

[00109] Um minério misto que inclui bastnaesita e monazita e que tem um diâmetro de partícula de 80 a 320 meshes foi medido e adicionado em um dispositivo de mistura contendo ácido sulfúrico concentrado a 98% em peso pré-medido. Uma razão de massa entre o ácido sulfúrico concentrado e o minério misto foi 1,5: 1. Água foi circulada para resfriar o dispositivo de mistura para manter a temperatura no dispositivo de mistura inferior a 30 °C. Após agitação total por 10 minutos, uma pasta fluida misturada foi formada e o ácido era uniforme, ao mesmo tempo um primeiro gás contendo flúor foi gerado. Em seguida, a pasta fluida misturada foi descarregada através de uma saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e adicionada em um dispositivo de acidólise. Uma válvula de uma entrada de líquido iniciador (um líquido misturado que inclui água industrial e resíduo ácido) foi aberta, e o ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada foi diluído para liberar calor. Uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise foi ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar. Após agitação a 85 °C por 30 minutos, a pasta fluida misturada foi imediatamente submetida à reação de acidólise a 280 °C por 2 h obtendo, desse modo, um clínquer a granel e gerado um segundo gás contendo flúor ao mesmo tempo. O clínquer a granel foi alimentado quantitativamente para um dispositivo de lixiviação a partir de uma saída de clínquer do dispositivo de acidólise. No dispositivo de lixiviação, água foi medida em uma razão entre massa de água e o clínquer de 12: 1, e adicionada em um tanque de lixiviação com agitação mecânica por 1 hora para formar uma pasta fluida lixiviada. A pasta fluida lixiviada foi bombeada para uma prensa de filtro de placa e moldura para prensagem e filtragem obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada que tem uma taxa de escória de 6,8% em peso. A composição química da escória lixiviada foi analisada, e a escória de lixiviação foi retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o líquido lixiviado foi alimentado para um processo de extração subsequente.

[00110] Nesse exemplo, uma taxa de decomposição de REO (óxidos dos elementos de terras raras) é 96%, e o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são recuperados por uma torre de absorção de gás residual e, assim, flúor é reciclado e utilizado.

Exemplo 4

[00111] Um minério misto que inclui bastnaesita e monazita e que tem um diâmetro de partícula de 80 a 320 meshes foi medido e adicionado em um dispositivo de mistura contendo ácido sulfúrico concentrado a 98% em peso pré-medido. Uma razão de massa entre o ácido sulfúrico concentrado e o minério misto foi 1,4: 1. Água foi circulada para resfriar o dispositivo de mistura para manter a temperatura no dispositivo de mistura inferior a 30 °C. Após agitação total por 15 minutos, uma pasta fluida misturada foi formada e o ácido era uniforme, ao mesmo tempo um primeiro gás contendo flúor foi gerado. Em seguida, a pasta fluida misturada foi descarregada através de uma saída de pasta fluida misturada do dispositivo de mistura, e adicionada em um dispositivo de acidólise. Uma válvula de uma entrada de líquido iniciador (água industrial) foi aberta, e o ácido sulfúrico concentrado na pasta fluida misturada foi diluído para liberar calor. Uma temperatura no interior do dispositivo de acidólise foi ajustada por um dispositivo de aquecimento auxiliar. Após agitação a 100 °C por 30 minutos, a pasta fluida misturada foi imediatamente submetida à reação de acidólise a 280 °C por 2 h obtendo, desse modo, um clínquer a granel e gerado um segundo gás contendo flúor ao mesmo tempo. O clínquer a granel foi alimentado quantitativamente para um dispositivo de lixiviação a partir de uma saída de clínquer do dispositivo de acidólise. No dispositivo de lixiviação, água foi medida em uma razão entre massa de água e o clínquer de 10: 1, e adicionada em um tanque de lixiviação com agitação mecânica por 1 hora para formar uma pasta fluida lixiviada. A pasta fluida lixiviada foi bombeada para uma prensa de filtro de placa e moldura para prensagem e filtragem obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada que tem uma taxa de escória de 7,2% em peso. A composição química da escória lixiviada foi analisada, e a escória de lixiviação foi retornada quantitativamente para o dispositivo de acidólise em lotes, e o líquido lixiviado foi alimentado para um processo de extração subsequente.

[00112] Nesse exemplo, uma taxa de decomposição de REO (óxidos dos elementos de terras raras) é 96%, e o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor são recuperados por uma torre de absorção de gás residual e, assim, flúor é reciclado e utilizado.

[00113] Modalidades específicas da presente revelação foram descritas em detalhes acima, no entanto, a presente revelação não é limitada aos detalhes específicos nas modalidades descritas acima. Várias modificações simples podem ser feitas às soluções técnicas da presente revelação dentro do escopo do conceito técnico da presente revelação e, portanto, todas as várias modificações devem estar dentro do escopo reivindicado da presente revelação.

[00114] Deve ser observado adicionalmente que os recursos técnicos específicos descritos nas modalidades específicas acima podem ser combinados de qualquer maneira adequada desde que os mesmos não estejam em contradição entre si. A fim de evitar repetição desnecessária, combinações possíveis não são descritas no presente documento em detalhes.

[00115] Além disso, modalidades diferentes da presente revelação também podem ser combinadas desde que não se desviem do conceito da presente revelação, e também devem ser consideradas como a revelação da presente revelação.

[00116] Por todo esse relatório descritivo referência a "uma modalidade", "algumas modalidades", "uma modalidade", "outro exemplo", "um exemplo", "um exemplo específico" ou "alguns exemplos", significa que um recurso, estrutura, material, ou característica particular descritos em conexão com a modalidade ou exemplo é incluído em pelo menos uma modalidade ou exemplo da presente revelação. Assim, as aparências das expressões tais como "em algumas modalidades", "em uma (1) modalidade", "em uma modalidade", "em outro exemplo", "em um exemplo", "em um exemplo específico", ou "em alguns exemplos", em vários lugares ao longo desse relatório descritivo não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade ou exemplo da presente revelação. Adicionalmente, os recursos, estruturas, materiais ou características particulares podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades ou exemplos.

[00117] Embora modalidades explicativas tenham sido mostradas e descritas, seria apreciado pelas pessoas versadas na técnica que as modalidades acima não podem ser interpretadas para limitar a presente revelação, e mudanças, alternativas e modificações podem ser feitas nas modalidades sem se afastar do espírito, princípios e escopo da presente revelação.

Claims

1. MÉTODO PARA PROCESSAR UM MINÉRIO CONCENTRADO DE TERRAS RARAS, caracterizado por compreender: (1) misturar o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado obtendo, desse modo, uma pasta fluida misturada e um primeiro gás contendo flúor, em que a mistura é realizada a uma temperatura não superior a 30 °C por um período de tempo em uma faixa de 5 a 15 minutos; (2) misturar a pasta fluida misturada e um líquido iniciador para acidólise obtendo, desse modo, um clínquer e um segundo gás contendo flúor, em que o líquido iniciador é adicionado para diluir o ácido sulfúrico concentrado, e a acidólise é realizada a uma temperatura que varia de 150 a 300 °C por um período de tempo em uma faixa de 1 a 4 horas; (3) submeter o clínquer à lixiviação com água obtendo, desse modo, uma pasta fluida lixiviada; (4) submeter a pasta fluida lixiviada a uma separação de sólido e líquido obtendo, desse modo, um filtrado e uma escória lixiviada, e reciclar a escória lixiviada para a etapa (2) para acidólise novamente.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, antes de misturar o minério concentrado de terras raras e ácido sulfúrico concentrado, compreender adicionalmente: (5) submeter o minério concentrado de terras raras a moagem de esferas obtendo, desse modo, partículas de minério concentrado de terras raras; (6) peneirar as partículas de minério concentrado de terras raras obtendo, desse modo, um material sobredimensionado e um material subdimensionado, e reciclar o material sobredimensionado para moagem de esferas e misturar o material subdimensionado e ácido sulfúrico concentrado.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender adicionalmente: (7) submeter o primeiro gás contendo flúor e o segundo gás contendo flúor para pulverizar com um líquido de pulverização obtendo, desse modo, uma pasta fluida contendo flúor.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, na etapa (1), pelo minério concentrado de terras raras ter um diâmetro de partícula que varia de 80 a 320 meshes.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, na etapa (1), uma razão de massa entre o minério concentrado de terras raras e o ácido sulfúrico concentrado ser em uma faixa de 1: (1,2 a 1,5).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, na etapa (1), o ácido sulfúrico concentrado ter uma concentração de massa não inferior a 93% em peso.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, na etapa (2), o líquido iniciador ser pelo menos um selecionado de água industrial e um filtrado de um processo subsequente.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, na etapa (3), um período de tempo de lixiviação ser em uma faixa de 0,5 a 1 h.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, na etapa (3), uma razão entre massa de água e o clínquer ser em uma faixa de (8 a 12): 1.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por, na etapa (7), o líquido de pulverização ser pelo menos um selecionado de água e um líquido alcalino.

11. SISTEMA PARA REALIZAR UM MÉTODO PARA PROCESSAR UM MINÉRIO CONCENTRADO DE TERRAS RARAS, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender: um dispositivo de mistura que tem uma entrada de minério concentrado de terras raras, uma entrada de ácido sulfúrico concentrado, uma saída de pasta fluida misturada e uma primeira saída de gás contendo flúor, em que um agitador é disposto no dispositivo de mistura e uma camisa resfriada a água ser disposta em uma parede externa do dispositivo de mistura; um dispositivo de acidólise que tem uma entrada de pasta fluida misturada, uma entrada de líquido iniciador, uma saída de clínquer e uma segunda saída de gás contendo flúor, em que a entrada de pasta fluida misturada é conectada à saída de pasta fluida misturada, uma hélice de agitação é disposta no dispositivo de acidólise, e um dispositivo de aquecimento é disposto em uma parede externa do dispositivo de acidólise; um dispositivo de lixiviação que tem uma entrada de clínquer, uma entrada de água, e uma saída de pasta fluida lixiviada, em que a entrada de clínquer é conectada à saída de clínquer; e um separador de sólido e líquido que tem uma entrada de pasta fluida lixiviada, uma saída de filtrado e uma saída de escória lixiviada, em que a entrada de pasta fluida lixiviada é conectada à saída de pasta fluida lixiviada, e a saída de escória lixiviada é conectada ao dispositivo de acidólise.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente: um dispositivo de moagem de esferas que tem uma entrada de minério concentrado de terras raras e uma saída de partícula de minério concentrado de terras raras; um dispositivo de peneiramento que tem uma entrada de partícula de minério concentrado de terras raras, uma saída de material sobredimensionado e uma saída de material subdimensionado, em que a entrada de partícula de minério concentrado de terras raras é conectada à saída de partícula de minério concentrado de terras raras, a saída de material sobredimensionado é conectada ao dispositivo de moagem de esferas, e a saída de material subdimensionado é conectada à entrada de minério concentrado de terras raras.

13. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado por compreender adicionalmente: um dispositivo de processamento de gás que tem uma entrada de gás contendo flúor, uma entrada de líquido de pulverização e uma saída de pasta fluida contendo flúor, em que a entrada de gás contendo flúor é conectada tanto à primeira saída de gás contendo flúor quanto à segunda saída de gás contendo flúor.

14. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado por, no dispositivo de mistura, a entrada de minério concentrado de terras raras, a entrada de ácido sulfúrico concentrado e a primeira saída de gás contendo flúor serem localizadas de forma independente acima do agitador, e a saída de pasta fluida misturada ser localizada abaixo do agitador.

15. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado por, no dispositivo de acidólise, a entrada de pasta fluida misturada e a segunda saída de gás contendo flúor serem localizadas de forma independente em uma porção superior do dispositivo de acidólise, e a saída de clínquer ser localizada em uma porção inferior do dispositivo de acidólise.